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作者:王永福 来源:科学新闻杂志 发布时间:2008-6-13 8:39:40
《行星与空间科学》2008年56卷5期
泰坦大气的热平衡

 

土卫六(Titan,又称为泰坦星)是环绕土星运行的一颗卫星。它是土星卫星中最大的一个。在1655年3月25日被荷兰物理学家、天文学家和数学家克里斯蒂安·惠更斯发现。
 
行星大气动力学中的力是由于太阳加热率和热冷却率的差别以及这些差别随高度、经度和纬度的变化引起的。泰坦大气的平流层及平流层以下是由于浮质尘埃在可见光波长以及甲烷在更长的波长的吸收引起的。进入泰坦的“惠更斯”探测器上的下降成像仪/谱辐射计仪器(DISR)测量了从150km高度到表面的350~1600nm范围内的太阳光向上和向下通量。这些测量结合接近90°散射角的太阳光晕及极化观测来限制垂直分布、单散射反照率和分块的粒料的大小和形状,这些粒料构成了泰坦表面的厚尘埃。
 
美法研究人员利用由DISR得到的尘埃模型来推算泰坦大气中太阳加热率随高度和太阳天顶角的变化,发现表面平均的太阳能量沉积剖面与早先的估计符合的相当好。同时利用由卡西尼成分红外谱仪(CIR)在“惠更斯”探测器所在纬度观测到的热辐射谱推算了辐射冷却率。然后利用温度、气体、尘埃剖面数据计算了热通量作为高度的函数,发现冷却率剖面与太阳加热率剖面相当一致。通过对在测器着陆点所在纬度的按一泰坦天平均的太阳能量沉积剖面的计算,发现80%的入射太阳光被吸收了,60%的入射太阳能在150km以下被吸收,11%在表面被吸收。在这一纬度,太阳加热率在接近120km高度超过了辐射冷却率,最大达0.5开尔文/泰坦天,这个高度向上和向下,数值均骤减。由于没有证据表明这个纬度的气温结构在变化,研究人员推断存在着一般的环流来使得这些热量被分配到更高的纬度。
 
原文链接:http://www.sciencedirect.com/science/journal/00320633 (王永福/编译)
 
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