Сезонные изменения на Юпитере. 2. Влияние облучения планеты Солнцем
| 1Видьмаченко, АП 1Главная астрономическая обсерватория Национальной академии наук Украины, Киев, Украина |
| Kinemat. fiz. nebesnyh tel (Online) 2016, 32(6):30-48 |
| Start Page: Динамика и физика тел Солнечной системы |
| Язык: русский |
Аннотация: Наше исследование характера изменения визуального блеска Юпитера с 1850 г. указывает на преимущественное влияние 22.3-летнего хейловского магнитного цикла солнечной активности на происходящие в тропосфере процессы на уровне формирования верхней кромки облаков. Максимальные значения интегрального блеска Юпитера приходятся на солнечный цикл с максимальным за последние 165 лет числом Вольфа (около 1957 г.). Минимальные оценки блеска были получены в 1855 г., когда в цикле солнечной активности № 12 число Вольфа было минимальным. Исследование отражательных характеристик полушарий Юпитера в визуальном участке спектра в 1962—2015 гг. показало попеременное увеличение яркости южных и северных тропических и умеренных областей за один период его обращения вокруг Солнца. Такое изменение яркости и усиление активности разных полушарий планеты может указывать на то, что в атмосфере происходит периодическая глобальная перестройка системы циркуляции, структуры облачных слоев и надоблачной дымки. Это говорит о связи наблюдаемых вариаций отражательных свойств исследуемых широтных поясов Юпитера с изменением наклона осей вращения самой планеты и ее магнитного поля к плоскости орбиты; т. е. о сезонной перестройке в атмосфере. Сравнение временной зависимости фактора Аj, активности полушарий Юпитера в видимом диапазоне спектра с изменением индекса R солнечной активности показывает, что с 1962 г. по 1995 г. эти параметры изменялись практически синхронно с некоторым запаздыванием реакции в видимом облачном слое на режим облучения атмосферы Солнцем. Анализ показывает, что вариации отражательных характеристик полушарий Юпитера реагирует на 21 % изменение облучения разных полушарий при движении планеты по орбите с запаздыванием на шесть лет. Такое запаздывание совпадает со временем радиационной релаксации водородно-гелиевой атмосферы в условиях Юпитера. Происшедшее после 1997 г. рассогласование их хода можно объяснить несогласованным воздействием упомянутых трех причин на атмосферу планеты. |
| Ключевые слова: интегральный блеск, сезонные изменения, Юпитер |
References:
1. Видьмаченко А. П. Электрофотометрия Сатурна. 1. Распределение яркости вдоль экваториальных областей в спектральном диапазоне 0.3—0.6 мкм // Астрометрия и астрофизика.—1982.—Вып. 47.—С. 70—75.
2. Видьмаченко А. П. Электрофотометрия Сатурна. II. Спектральное распределение яркости вдоль центрального меридиана // Астрометрия и астрофизика.—1984. —Вып. 51.—C. 56—62.
3. Видьмаченко А. П. Планеты-гиганты: теоретические и наблюдательные аспекты // Астрон. вестник.—1991.—25, № 3.—С. 277—292.
4. Видьмаченко А. П. Сезонные изменения отражательных характеристик Сатурна за 4 сатурнианских момента равноденствия // 17 Міжнар. наук. конф. Астрономічна школа молодих вчених. Україна, Житомир, 20—22 травня 2015 р. Програма і тези доповідей. — Київ — Житомир, 2015.—С. 10—14.
5. Видьмаченко А. П. Влияние солнечной активности на сезонные изменения метанового поглощения на Сатурне // 17 Міжнар. наук. конф. Астрономічна школа молодих вчених. Україна, Житомир, 20—22 травня 2015 р. Програма і тези доповідей. — Київ — Житомир, 2015.—С. 14—16.
6. Видьмаченко А. П. Сезоны на Сатурне. I. Изменение отражательных характеристик атмосферы в 1964—2012 // Вісник астрон. школи.—2015.—11, № 1.— P. 37—42.
7. Видьмаченко А. П. Сезоны на Сатурне. II. Влияние солнечной активности на изменение метанового поглощения // Вісник астрон. школи.—2015.—11, № 2.— P. 133—142.
8. Витинский Ю. И., Оль А. И., Сазонов Б. И. Солнце и атмосфера Земли. — Л.:Гидрометеоиздат, 1976.—351 с.
9. Гайсин С. М. Фотоэлектрическая спектрофотомерия Юпитера в 0.32—0.60 мкм // Тр. астрофиз. ин-та АН Каз. ССР.—1979.—№ 35.—С. 35—65.
10. Гаррис Д. Л. Интегральная фотометрия и колориметрия планет и спутников // Планеты и спутники. — М.: Мир, 1967.—С. 241—305.
11. Герман Дж. Р., Голдберг Р. А. Солнце, погода и климат. — Л.: Гидрометеоиздат, 1981.—319 с.
12. Де Вокулер Ж. Фотометрия поверхностей планет // Планеты и спутники. — М.:Мир, 1975.—С. 267—366.
13. Дементьев М. С., Мороженко А. В. Зоны и полосы диска Юпитера. Различие в вертикальной структуре облачных слоев // Астрон. вестник.—1990.—24, № 4.— С. 275—287.
14. Клименко В. М. Многоцветная фотометрия деталей диска Юпитера. II. Абсолютная отражательная способность // Астрон. вестник.—1980.—14, № 3.— С. 148—153.
15. Клименко В. М. Результаты исследований отражательной способности деталей диска Юпитера в период 1977—1979 гг. // Физика планетных атмосфер. — Киев: Наук. думка, 1981.—С. 63—91.
16. Кругов В. Д. Временные вариации ультрафиолетового поглощения в непрерывном спектре Юпитера и Сатурна // Астрон. вестник.—1976.—6, № 3.—С. 168—171.
17. Куклин Г. В. Солнце и солнечно-земные связи // Международная геосферно-биосферная программа «глобальные изменения». — М.: Наука, 1989.—Вып. 1.— С. 24—33.
18. Лоренц Э. Н. Природа и теория общей циркуляции атмосферы. — Л.: Гидрометеоиздат, 1973.—260 с.
19. Мирошниченко Л. И. Солнечная активность и Земля. — М.: Наука, 1981.—144 с.
20. Мороженко А. В. Зоны и полосы диска Юпитера. Надоблачный слой // Астрон. вестник.—1990.—24, № 3.—С. 211—220.
21. Морской Г. И. О конвекционной теории изменения давления // Метеорология и гидрология.—1967.—№ 1.—C. 123—142.
22. Рубашев Б. Ш. Проблемы солнечной активности. — М., Л.: Наука, 1964.—563 с.
23. Саламахина Т. И., Сорокина Л.-П. Факторы активности Юпитера в 1976—1977 гг. // Тр. Астрофиз. ин-та АН Каз ССР.—1979.—№ 35.—С. 66—71.
24. Смит Б., Хант Дж. Движение и морфология облаков в атмосфере Юпитера // Юпитер. — М.: Мир, 1979.—Т. 2.—С. 433—459.
25. Сорокина Л. П. Максимальные контрасты на диске Юпитера в 1962—1968 гг. // Астрон. циркуляр.—1973.—№ 749.—С. 4—7.
26. Тейфель В. Г. Морфология молекулярного поглощения на диске Юпитера // Юпитер. — М.: Мир, 1979.—T. 2.—С. 292—341.
27. Фесенков В. Г. Явления, наблюдаемые на Юпитере. Происхождение темных полос // Изв. Астрофиз. ин-та. АН Каз. ССР.—1955.—1, № 1-2.—С. 239—251.
28. Чемберлен Дж. Теория планетных атмосфер: Пер. с англ. — М.: Мир, 1981.—352 с.
29. Шугрин С. М., Обут А. М. Солнечная активность и биосфера. — Новосибирск:Наука, 1986.—128 с.
30. Эйгенсон М. С. Очерки физико-географических проявлений солнечной активности. — Львов: Изд-во Львов. ун-та, 1957.—230 с.
31. Эйгенсон М. С., Гневышев М. Н., Оль А. И., Рубашев Б. М. Солнечная активность и ее земные проявления. — М., Л.: ОГИЗ, 1948.—323 с.
32. Banos C. J. Contribution to the study of the Jupiter’s atmosphere // Icarus.—1971.—15, N 1.—P. 58—67.
33. Beebe R. F., Orton G. S., West R. A. Time-variable nature ofthe Jovian cloud properties and thermal structure // Time-variable phenomena in the Jovian system. — Washington: NASA, 1989.—P. 245—296.
34. Beebe R. F., Suggs R. M., Little T. Seasonal north-thouth asymmetry in solar radiation incident on Jupiter’s atmosphere // Icarus.—1986.— 66, N 2.—P. 359—365.
35. Dlugach Zh. M., Morozhenko A. V., Yanovitskiy E. G.,Vidmachenko A. P. Investigations of the optical properties of Saturn’s atmosphere carried out at the Main astronomical observatory of the Ukrainian Academy of sciences // Icarus.—1983.—54, N 2.— P. 319—336.
36. Drossart P., Courtin R., Atreya S., Tokunaga A. Variations in the Jovian atmospheric composition and chemistry // Time-variable phenomena in the Jovian system. — Washington: NASA, 1989.—P. 344—362.
37. Flasar F. M. Temporal behavior of Jupiter’s meteorology// Time-variable phenomena in the Jovian system. — Washington: NASA, 1989.—P. 324—343.
38. Focas J. H. Activity in Jupiter’s atmospheric belts between 1904—1963 // Icarus.—1971.—15, N 1.—P. 56—57.
39. Focas J. H., Banos C. J. Photometreic study of the atmospheric activity on the planet Jupiter and peculiar activity in the equatorial area // Ann. Astrophys.—1964.—27.— P. 36—45.
40. Gallis L. V., Nealy J. E. Temperature UV variability and its effect on stratospheric thermal structure and trace constituents // Geophys. Res. Lett.—1978.—5.—P. 249.
41. Gierasch P. J., Goody R. M. Radiative time constant in the atmosphere of Jupiter // J. Atmospheric Sci.—1969.—26.—P. 979—980.
42. Hall J. S., Rilley L. A. A photometric study of Saturn and its rings // Icarus.—1974.—23, N 1.—P. 144—156.
43. Hays D. L., Latham D. A., Hays S. Measurements of the monochromatic flux from Vega // Astrophys. J.—1975.—197, N 3.—P. 587—592.
44. Irvin V. M., Simon T., Menzel D. H. Multicolor photoelectric photometry of the brighter planets. II. Observation from Le Houga Observatory // Astron. J.—1968.— 73, N 4.— P. 251—264.
45. Irvin V. M., Simon T., Menzel D. H. Multicolor photoelectric photometry of the brighter planets. III. Observation from Boyden Observatory // Astron. J.—1968.—73, N 8.— P. 807—823.
46. Klimenko V. M., Morozhenko A. V., Vid’machenko A. P. Phase effect for the brightness coefficient of the central disk of Saturn and features of Jupiter’s disk // Icarus.— 1980.—42.—P. 354—357.
47. Kostiuk T., Espenak F., Mumma M. J., et al. Variability of methane on Jupiter // Icarus.—1982.—72, N 2.—P. 394—410.
48. Kuroda T., Medvedev A. S., Hartogh P. Parameterization of radiative heating and cooling rates in the stratosphere of Jupiter // Icarus.—2014.—242.—P. 149—157.
49. Orton G. S. Spatially resolved absolute spectral reflectivity of Jupiter: 3390 — 8400 A // Icarus.—1975.—26, N 1.—P. 159—174.
50. Orton G. S., Yanamandra-Fisher P. A., Caldwell J., et al. Spatial organization and time dependence of Jupiter’s tropospheric temperatures, 1980—1993 // Science.— 1994.—265.—P. 625—631.
51. Ovsak A. S., Teifel V. G., Vid’machenko A. P., Lysenko P. G. Zonal differences in the vertical structure of the cloud cover of Jupiter from the measurements of the methane absorption bands at 727 and 619 nm // Kinematics and Physics of Celestial Bodies.—2015.—31, N 3.—P. 119—130.
52. Peek B. M. The planet Jupiter. — London: Faber & Faber, 1958.—456 p.
53. Pilcher C. B., McCord T. B. Narrow-band photometry of the bands of Jupiter // Astrophys. J.—1971.—165.—P. 195—201.
54. Prinz R. The atmospheric activity of the planet Jupiter. I. From 1964 to 1968 in yellow light // Icarus.—1971.—15, N 1.—P. 68—73.
55. Prinz R. The atmospheric activity of the planet Jupiter. II. Short-term variations in five spectral ranges // Icarus.—1971.—15, N 1.—P.73—79.
56. Reese E. J. Jupiter: its Red Spot and other features in 1969—1970 // Icarus.—1971.—14, N 3.—P. 343—354.
57. Reese E. J. Jupiter: its Red Spot and disturbances in 1970—1971 // Icarus.— 1972.—17, N 1.—P. 57—72.
58. Reese E. J. Jupiter’s Red Spot in 1968—1969 // Icarus.—1970.—12, N 2.—P. 249—257.
59. Reese E. J., Smith B. A. A rapidly moving spot on Jupiter’s north temperate belt // Icarus.—1966.—5, N 3.—P. 248—257.
60. Reese E. J., Smith B. A. Evidence of vorticity in the Great Red Spot of Jupiter // Icarus.—1968.—9, N 3.—P. 474—486.
61. Reese E. J., Solberg H. G. Recent measures of the latitude and longitude of Jupiter’s Red Spot // Icarus.—1966.—5, N 3.—P. 266—273.
62. Rozenbush V. K., Rspaev F. K., ChuryumovK. I., et al. Variations of the rates of gas and dust production in comet Halley // Soviet Astron. Lett.—1989.—15, N 2.—P. 155.
63. Sanchez-Lavega A., Rodrigo R. Ground-based observations of synoptic cloud systems in southern equatorial to temperate latitudes of Jupiter from 1975 to 1983 //Astron. and Astrophys.—1985.—148.—P. 67—78.
64. Solberg H. G. Jupiter’s Red Spot in 1966—1967 // Icarus.—1968.—9, N 1.— P. 212—216.
65. Solberg H. G. A 3-month oscillations in the longitude of Jupiter’s red spot // Planet. and Space Sci.—1969.—17.—P. 1573—1580.
66. Steklov A. F., Vidmachenko A. P., Miniailo N. F. Seasonal variations in the atmosphere of Saturn // Soviet Astron. Lett.—1983.—9, N 2.—P. 135—136.
67. Stone P. H. The meteorology of the Jovian atmosphere // Jupiter: Studies ofthe interior, atmosphere, magnetosphere and satellites. — Tucson: Univ. of Arizona Press, 1976.—P. 586—618.
68. Tejfel V. G., Vdovichenko V. D., Sinyaeva N. V., et al. Spectrophotometry of zonal cloud structure variations on Jupiter, 1988-1993 // J. Geophys. Res.—1994.—99E, N 4.— P. 8411—8423.
69. Trafton L. M., Stone P. H. Radiative-dynamical equilibrium states for Jupiter // Astrophys. J.—1974.—188.—P. 649—656.
70. Vidmachenko A. P. Absoiute electrophotometry of features of Saturn’s disc // Phys. planetary atmospheres.—1981.—P. 113—132.
71. Vidmachenko A. P. Variations in the brightness of celestial objects in astronomical observations mount Maidanak // Kinematics and Physics of Celestial Bodies.—1994.— 10, N 5.—P. 52—56.
72. Vidmachenko A. P. Activity of processes in the atmosphere of Jupiter // Kinematics and Physics of Celestial Bodies.—1985.—1, N 5.—P. 101—102.
73. Vidmachenko A. P. Reflectivity of Saturn’s south equatorial region from 1977 through 1981 // Solar System Res.—1985.—18, N 3. —P. 123—128.
74. Vidmachenko A. P. Some dynamical parameters of the atmosphere of Jupiter // Kinematics and Physics of Celestial Bodies.—1986.—2, N 1.—1986.—P. 54—57.
75. Vidmachenko A. P. Manifestation of seasonal variations in the atmosphere of Saturn // Kinematics and Physics of Celestial Bodies.—1987.—3, N 6.—P. 9—12.
76. Vidmachenko A. P. Observable signs of internal waves in Jupiter’s atmosphere // Kinematics and Physics of Celestial Bodies.—1988.—4, N 4.—P. 40—46.
77. Vidmachenko A. P. Temporal changes in methane absorption in Jupiter’s atmosphere // Kinematics and Physics of Celestial Bodies.—1997.—13, N 6.—P. 21—25.
78. Vidmachenko A. P. Seasonal variations in the optical characteristics of Saturn’s atmosphere // Kinematics and Physics of Celestial Bodies.—1999.—15, N 5.—P. 320— 331.
79. Vidmachenko A. P. Variations in reflective characteristics of Jupiter’s atmosphere // Solar System Res.—1999.—33.—P. 464—469.
80. Vidmachenko A. P. Influence of solar activity on seasonal variations of methane absorption in the atmosphere of Saturn // Kinematics and Physics of Celestial Bodies.— 2015.—31, N 3.—P. 131—140.
81. Vidmachenko A. P. Seasonal changes of methane absorption in the Saturn atmosphere // LPI Contribution.—2015.—N 1832.—P. 1051.—(46th Lunar and Planetary Science Conference, held March 16—20, 2015 in The Woodlands, Texas).
82. Vidmachenko A. P. Solar activity influence on seasonal changes in Saturn’s atmosphere // LPI Contribution.—2015.—N 1832.—P. 1052.—(46th Lunar and Planetary Science Conference, held March 16—20, 2015 in The Woodlands, Texas).
83. Vidmachenko A. P. Seasonal changes on Jupiter. 1. The factor activity of hemispheres // Kinematics and Physics of Celestial Bodies.—2016.—32, N 4.—P. 48—58.
84. Vidmachenko A. P., Dlugach Zh. M., Morozhenko A. V. Nature of the optical nonuniformity in Saturn’s disk // Solar System Res.—1984.—17, N 4.— P. 164—171.
85. Vidmachenko A. P., Steklov A. F., Minyailo N. F. Seasonal activity on Jupiter // Soviet Astron. Lett.—1984.—10, Sept.-Oct.—P. 289—290.
86. Voyager encounters Jupiter. — Pasadena, California: NASA, 1979.—40 p.
87. Wagener R., Caldwell J. Strong north/south asymmetry in the Jovian atmosphere // Icarus.—1988.—74, N 1.—P. 141—152.
88. West R. A. Spatially resolved methane band photometry of Jupiter. I. Analysis of the south equatorial belt and the south tropical zone reflectivity // Icarus.—1979.—38, N 1.—P. 34—53.