Атмосфераи саёраҳо

АТМОСФРАИ САЙЁРҲО — қишри берунии газии сайёраҳо, ки бо қувваи ҷозиба нигоҳ дошта мешавад. Ҳамаи сайёраҳои Манзумаи Офтоб дорои атмосфера мебошанд, зеро массаи бузург ва қувваи ҷозибаашон барои нигоҳ доштани газҳо кофист. Лекин газҳои сабук (ҳидроген, гелий) аз атмосфераи сайёраҳои хурд ба осонӣ бухор мешаванд. Таркиби атмосфераи Замин (нигаред низ Атмосфераи Замин) аз атмосфераи дигарон сайёраҳои Манзумаи Офтоб фарқ дорад, чунки равандҳои гуногуне, ки ҳаётро дар Замин ҳамроҳӣ мекунанд, шароити ба вуҷуд омадани оксигени барои мавҷудоти зинда заруриро фароҳам овардаанд. Атмосфераи сайёра таҳти таъсири энергияҳои гуногун қарор дорад, ки онро аз Офтоб ва манбаъҳои дохилӣ мегирад. Онҳо сабабгори пайдоиши силсилаҳои динамикии обу ҳаво, ба монанди тундбодҳо (дар Замин), тӯфони чанг (дар Миррих), тӯфони зиддисиклонӣ ("Доғи сурхи бузург" дар Муштарӣ) ва "доғҳо" дар атмосфера (дар Нептун) мегарданд. Атмосфераи Моҳ Атмосфераи Моҳ аз қишри тунуки газӣ иборат буда, зичиаш назар ба зичии атмосфераи Замин миллионҳо маротиба кам аст (фишор дар сатҳи он 10 нПа) ва асосан аз ҳидроген, гелий, неон ва аргон иборат мебошад. Он ба Моҳ таъсире намерасонад ва ба зиндагии инсон мутобиқ нест. Манбаи атмосфера равандҳои дохилӣ (хориҷ шудани газҳо аз қаъри Моҳ ва вулканҳо) ва беруна (афтиши шиҳобҳо, боди офтобӣ) мебошанд. Ба сабаби қувваи ҷозибаи суст Моҳ газҳои аз сатҳаш хориҷшударо нигоҳ дошта наметавонад ва қисми зиёди онҳо ба Кайҳон паҳн мешаванд. Таҳқиқи атмосфераи Моҳ нишон дод, ки дар он атомҳои натрий ва калий низ вуҷуд доранд. Ғаноиши зарраҳо дар 1 см 3 сатҳи Моҳ шабу рӯз фарқ дошта, аз нишондоди Замин хеле кам аст. Атмосфераи Миррих Атмосфераи Миррих қишри газии ҳудуди тақрибан 110 км буда, бо таркиб ва нишондодҳои физикии худ аз атмосфераи Замин ба куллӣ фарқ мекунад. Дар сатҳи он фишор 0,7–1,155 кПа-ро ташкил медиҳад, ки ба 0,009 ҳиссаи фишори заминӣ ё муодили фишори заминӣ дар баландии даҳҳо км аст. Миррих ва Зуҳра майдони магнитии ниҳоят суст (дар муқоиса бо Замин) доранд ва аз ин сабаб боди офтобӣ атмосфераи онҳоро ба Кайҳон мебарад. 95 дарсади атмосфераи Миррих аз гази карбон ва омехтаи газҳои нитроген, аргон, оксиген ва ғайра иборат аст. Дар он инчунин изи метанро пайдо намудаанд, ки далели мавҷуд будани ҳаёт дар сайёра аст (чунки вулканҳои амалкунандаи метанро хориҷкунанда ёфт нашудаанд). Аз сабаби ниҳоят тунук будани атмосфера ҳарор. рӯзона дар хатти истиво аз +30С то –80С дар шаб тағйир меёбад, ки сабаби он афканиши бемумониати энергияи ҳароратӣ ба Кайҳон мебошад. Массаи атмосфера дар давоми сол аз сабаби конденсатсия (дар зимистон) ва бухоршавии (дар тобистон) миқдори зиёди гази карбон дар қутбҳо (кулоҳҳои қутбӣ) тағйир меёбад. Сохтори атмосфераи Миррих чунин аст: атмосфераи поёнӣ (0–45 км), атмосфераи миёна (45–110 км) ва термосфера (110–200 км). Атмосфераи Зуҳра Атмосфераи Зуҳра назар ба атмосфераи Замин якчанд маротиба зич ва гармтар буда, ҳарорати сатҳи он 740К, мезосфера (65–120 км), ионосфера (120–300 км) ва термосфера (220–350 км) иборат аст. Фишори атмосферӣ дар сатҳи сайёра назар ба Замин 92 маротиба зиёд аст, ки муодили фишори об дар умқи 910 м мебошад. Аз ин сабаб гази дуоксиди карбон ба флюиди фавқулбуҳронӣ (ҳолати модда, ки фарқи байни моеъ ва газ барҳам мехӯрад) табдил меёбад. Миқдори зиёди гази дуоксиди карбон, буғи об ва дигарон газҳо "падидаи гармхона"-ро ба вуҷуд оварда, Зуҳраро яке аз гармтарин сайёраҳои Манзумаи Офтоб мегардонанд (ҳарорати сатҳ 467 °С). Атмосфераи Зуҳал Атмосфераи Зуҳал асосан аз ҳидроген, омехтаи гелий ва нишонаҳои об, метан, аммиак, фосфин, этан ва дигарон унсурҳо иборат буда, 96,3 дарсади қабатҳои болоӣ аз ҳидроген ва 3,25 дарсад аз гелий, қабатҳои поёнӣ аз ҳидросулфиди аммоний ё об таркиб ёфтаанд. Аз рӯйи маълумоти дастгоҳҳои кайҳонии амрикоии "Вояҷер" дар Зуҳал бодҳои сахти суръаташон то 500 мс мевазанд. Дар атмосфераи Зуҳал гоҳе гирдбодҳои шадид ба амал меоянд, ки он хосси сайёраҳои газии Манзумаи Офтоб мебошад. Тақр. дар 30 сол як маротиба гирдбоди ба ном "Доираи бузурги сафед" ва зуд-зуд гирдбодҳои хурд ба амал меоянд. 12 ноябри 2008 пойгоҳи "Кассини" тасвири қутби шимолии Зуҳалро дар соҳаи инфрасурх аксбардорӣ намуд. Дар тасвир олимон фаҷрҳои қутбиро пайдо намудаанд, ки дар Манзумаи Офтоб то ҳол мушоҳида нашуда буд. Ин ҳодиса аз ҳамҷошавии хатҳои майдони магнитии доменҳои магнитии гуногун дар як нуқта таҳти таъсири боди офтобӣ ба амал меояд. Шакл ва намуди фаҷрҳои қутбӣ бо мурури вақт тағйир ёфта, мавқеъ ва дурахши онҳо аз фишори боди офтобӣ вобаста аст. Қимати миёнаи тавоноии фаҷрҳои қутбӣ 50 ГВт дар соҳаи 80–170 нм (ултрабунафш) ва 150–300 ГВт дар соҳаи 3–4 мкм (инфрасурх)-ро ташкил медиҳад. Дар вақти тӯфон дар Зуҳал раъду барқҳои шадид ба амал меоянд, ки якеи онҳоро пойгоҳи "Кассини" 28 декабри 2010 аксбардорӣ намудааст. Дар солҳои 80 садаи дастгоҳи кайҳонии "Вояҷер" абрҳои шашкунҷаи бузургеро дар қутби Зуҳал пайдо намуд, ки монанди он дар Манзумаи Офтоб ёфт нашудааст. Ин абри шашкунҷа дар арзи 78° воқеъ буда, ҳар тарафи он тақрибан 13800 км ва даври гардишаш 10 соату 39 дақиқаро ташкил медиҳад. Зуҳал майдони магнитие дорад, ки ба 1 млн км ба самти Офтоб тӯл кашидааст. Ҳалқаҳои Зуҳал асосан аз яхпораҳо, унсурҳои вазнин ва чанг иборатанд. Дар гирди сайёра 62 радиф давр мезанад, ки калонтарини онҳо Титан (дуюмин радифи бузург дар Манзумаи Офтоб, пас аз Ганимед) аст. Титан радифи дорои атмосфера буда, ба ғайр аз Замин ягона дар он мавҷудияти об ба қайд гирифта шудааст. Атмосфераи он асосан аз нитроген, миқдори ками метан ва этан иборат аст, ки дар якҷоягӣ абрро ташкил медиҳанд. Зуҳал чун се сайёраи бузурги газмонанд (Муштарӣ, Уран, Нептун) дорои чор ҳалқа мебошад, ки хеле машҳуранд. Онҳо аз млрд зарраи хурди ях (93%) иборат буда, қутрашон 250 000 км ва ғафсиашон то 1 км аст. Атмосфераи Муштарӣ Атмосфераи Муштарӣ яке аз бузургтарин атмосфераҳои сайёра дар Манзумаи Офтоб мебошад. Он асосан аз молекулаҳои ҳидроген, гелий ва миқдори ками дигар унсурҳо (метан, аммиак, об ва ғайра) ташаккул ёфтааст. Дар атмосфераи Муштарӣ ҳодисаҳои гуногун, чун соҳаҳои ноустувор, гирдбодҳо (сиклон ва антисиклонҳо), тӯфон ва раъду барқҳо ба амал меоянд. Гирдбодҳо чун доғҳои бузурги байзашакли сурх, сафед ва қаҳваранг ба назар мерасанд. Ду доғи бузург – "Доғи сурхи бузург" ва "ВА" ранги сурхтоб дошта, чун аксари доғҳо антисиклон ҳастанд. Антисиклонҳои хурд маъмулан ранги сафед доранд. Дар Муштарӣ доимо тӯфонҳои шадид бо раъду барқ ба амал меоянд, ки сабаби онҳо ҳодисаи конвексия дар атмосфераи сайёра аст. Разряди барқ дар Муштарӣ нисбат ба Замин пурқувват, вале шумораашон камтар аст. Атомсфераи Муштарӣ то дараҷае ношаффоф аст, ки қабатҳои поинии он мушоҳида намешаванд. Он аз қабатҳои (аз поин ба боло) тропосфера, стратосфера, термосфера ва экзосфера иборат буда, ҳар яки он градиенти ҳароратии худро дорост. Бар хилофи атмосфераи Замин, атмосфераи Муштарӣ қабати мезосфера надорад. Дар Муштарӣ сатҳи сахт мавҷуд нест ва қабати поинии атмосфера – тропосфера мунтазам ба уқёнуси аммиакӣ мегузарад. Сабаби он баланд будани ҳарор. ва фишор нисбат ба нуқтаҳои буҳронӣ барои ҳидроген ва гелий дар ин савия аст. Ҳарор. тропосфера бо баландӣ то сарҳадди байни тропосфера ва стратосфера паст шуда, нуқтаи пасттарин тропопауза номида мешавад. Дар тропопауза фишор ба 0,1 бар ва ҳарор ба 110К (– 163,15°С) наздиканд. Дар стратосфера ҳарорат ҳангоми ба термосфера гузаштан (дар баландии 320 км ва фишори 1мкбар) тақрибан то 200 К зиёд мешавад. Дар термосфера ҳодисаҳои нурафкании атмосфера, фаҷрҳои қутбӣ ва афканиши рентгениро мушоҳида кардан мумкин аст. Ҳарорати он мунтазам зиёд шуда, дар баландии 1000 км ва фишори 1 нбар ба 1000 К мерасад. Термосфераи Муштарӣ ягона мавзеест (ба ғайри Замин), ки дар он иони сеатома (3+) пайдо карда шудааст. Гирдгардиш дар атмосфераи Муштарӣ аз Замин фарқ дорад. Сатҳи он моеъ буда, сатҳи сахт мавҷуд нест. Аз ин рӯ конвексия дар соҳаи дилхоҳи қишри газии берунӣ рух медиҳад. Атмосфераи Муштарӣ "хонаи аслӣ"-и садҳо гирдбод аст, ки ба ду синф: сиклонҳо ва антисиклонҳо тақсим мешаванд. Сиклонҳо ба самти гардиши сайёра (муқобили ақрабаки соат дар нимкураи шимолӣ ва аз муқобил дар нимкураи ҷанубӣ), антисиклонҳо ба самти муқобил давр мезананд. Шумораи антисиклонҳо дар атмосфераи Муштарӣ (бар хилофи атмосфераи Замин) аз сиклонҳо бештар буда, қутри зиёда аз 90 дарсади онҳо аз 2000 км зиёд аст. Давомати умри гирдбодҳо вобаста ба андозаашон аз якчанд рӯз то чанд сол мешавад. Масалан, умри миёнаи антисиклонҳои қутрашон аз 1000 то 6000 км 1– 3 сол аст. Чун дар ҳар як сайёраи бо суръат даврзананда антисиклонҳои Муштарӣ маркази фишори баланд ва сиклонҳо маркази фишори паст мебошанд. Атмосфераи Уторид Атмосфераи Уторид ниҳоят тунук буда, фишори он аз фишори атмосфераи Замин 51011 маротиба хурд аст. Дар чунин шароит эҳтимоли бархурди ду атом бо якдигар назар бо сатҳи сайёра камтар аст. Атмосфераи сайёраро атомҳои гелий, натрий, оксиген, калий, аргон ва ҳидроген, ки аз боди офтобӣ рабуда ё аз сатҳи сайёра канда шудаанд, ташкил медиҳанд. Умри миёнаи атоми алоҳида дар атмосфера қариб 200 шабонарӯзро ташкил медиҳад. Уторид майдони магнитиеро дорост, ки шадидияташ аз шадидияти майдони Замин 100 маротиба камтар аст. Майдон сохтори диполӣ дошта ба дараҷаи баланд симметрӣ аст. Он монанди майдони Замин эҳтимолан дар натиҷаи падидаи динамо, ки натиҷаи гирдгардиши ядрои моеи сайёра аст, ташаккул ёфтааст. Аз пурзӯрии майдони магнитӣ самти ҳаракати боди офтобӣ дар гирди сайёра дигаргун мешавад ва қабати магнитосфераро ба вуҷуд меорад. Наздикии Офтоб, суръати пасти даврзанӣ ва атмосфераи суст сабаби фарқи зиёди ҳарорат дар сайёра мегардад. Ба ин инчунин сатҳи ковоки сайёра, ки гармиро суст мегузаронад, мусоидат мекунад. Аз ин рӯ сатҳи сайёра зуд гарм ва хунук мешавад, лекин дар жарфии 1 м ин тағйирёбии шабонарӯзӣ эҳсос нашуда, ба + 75°С баробар аст. Ҳарорати миёнаи сатҳи рӯзонаи сайёра 623К (349,9°С) ва шабонааш 103К (–170,2°С) аст. Ҳарор. пасттарин дар Уторид 90К (–183,2°С) ва баландтаринаш дар нисфи рӯз ба 700К (427°С) мерасад. Таҳқиқотҳои охир нишон медиҳанд, ки эҳтимолан дар сатҳи сайёра ях мавҷуд бошад. Ҳидроген ва гелий ба сайёра шояд бо боди офтобӣ ба магнитосфера ворид шуда, баъд ба фазои Кайҳон раванд. Яке аз манбаъҳои гелий, натрий ва калий дар сайёра коҳиши радиоактивӣ дар қаъри Аторуд аст. Дар атмосфера инчунин буғҳои об мавҷуданд, ки дар натиҷаи баъзе равандҳо (афтиши зузанабҳо ба сатҳи сайёра, пайдоиши об аз ҳидрогени боди офтобӣ ва оксигени сангҳо, обшавии яхҳои танӯраҳои қутбӣ) хориҷ мешаванд. 5 февр. 2008 гурӯҳи ахтаршиносони Донишгоҳи Бостон (ИМА) думи зузанабмонанди Уторидро, ки зиёда аз 2,5 млн км аст, кашф карданд. Атмосфераи Уран асосан аз ҳидроген ва гелий иборат буда, нишонаҳои метан, буғи об, этан, метилатсетилен (СН3С2Н), диатсетилен (С2НС2Н) ва ғайра низ ёфт шудаанд. Мавҷудияти метан, ки нури сурхи спектр (тайф)-ро фурӯ мебарад, ба сайёра ранги кабуди моил ба сабзро медиҳад. Атмосфераи сайёра сардтарин атмосфераи сайёраҳои Манзумаи Офтоб буда, ҳарорати пасттаринаш – 49К (–224°С) ба қайд гирифта шудааст. Атмосфераи сайёра дар масофаи 300 км аз қабати берунии сайёра дар фишори 100 бар ва ҳарор. 320 К пайдо шуда, шартан ба 3 қисм: тропосфера (– 300 км то 50 км, фишор 100–0,1 бар), стратосфера (50–4000 км, фишор 0,1– 10–10 бар) ва термосфера ё "тоҷи атмосферӣ" (4000–50000 км аз сатҳи он) тақсим мешавад. Қабати мезосфера дар Уран мавҷуд нест. Тропосфера яке аз қисмҳои зичтарин буда, ҳарор. он дар баландии 50 км аз 320К (46,85°С) то 53 К (–220,15°С) тағйир меёбад. Тропосфера қисмати динамикии атмосфера аст ва дар он тағйироти мавсимӣ, абр ва бодҳои сахт хуб ба назар мерасанд. Сохтораш мураккаб аст ва аз абрҳои об (фишор аз 50 то 100 бар), ҳидросулфиди аммоний (20–40 бар), аммиак (3–10 бар) ва метан (1-2 бар) таркиб ёфтааст. Пас аз тропопауза стратосфера оғоз мешавад, ки ҳарор. он баръакс бо баландӣ аз 53К то 800–850К зиёд мешавад. Сабаби гармшавии стратосфера фурӯбарии радиатсияи инфрасурх ва ултрабунафши Офтоб аз тарафи метан ва дигарон пайвастагиҳои карбондор мебошад. Қисми термосфера ё "тоҷи атмосферӣ" низ ҳарорати 800–850К дорад, лекин сабабаш то ҳол маълум нест. Изофа ба ҳидрогени молекулавӣ, термосфера миқдори зиёди атомҳои озоди ҳидрогенро дорост. Массаи молекулавии хурд ва ҳарор. баланди онҳо сабаби то 50000 км тӯл кашидани термосфера гаштааст. Ин қисмати васеи атмосфера хусусияти нодири сайёра буда, сабабгори камшавии зарраҳои ғубор дар ҳалқаҳои Уран мебошад. Термосфера ва қисми болоии стратосфера қисмати ионосфераро ташкил медиҳанд, ки он аз 2000 то 10000 км тӯл мекашад. Ионосфераи Уран назар ба ионосфераи Зуҳал ва Нептун зичтар буда, пурра аз фаъолии Офтоб вобаста аст. Дастгоҳи кайҳонии "Вояҷер-2" дар сайёраи Уран майдони магнитии махсусеро кашф кард, ки хатҳои майдони магнитии он аз маркази геометрии сайёра хориҷ нагашта, нисбат ба тири меҳвараш ба 59° моил аст. Чунин шакл ба майдони магнитии ассиметрие хос аст, ки шиддати он дар сатҳи нимкураи ҷанубӣ то 0,1 Гс ва дар нимкураи шимолӣ то 1,1 Гс мерасад. Сохтори магнитосфераи сайёра шабеҳи сохтори сайёраҳои Манзумаи Офтоб буда, аз зарраҳои зарядноки протон, электрон ва миқдори ками 2+ ионҳо иборат аст. Энергияи ионҳо ва электронҳо мутаносибан ба 4 ва 1,2 МэВ баробаранд. Нақши муҳимро дар магнитосфераи Уран 27 радифони табиии он мебозанд. Дар сайёра фаҷрҳои қутбӣ хуб ташаккул ёфта, гирди ҳар ду қутб чун камони равшан намоёнанд. Дар атмосфераи Уран мавҷудияти абрҳо ва бодҳои гуногун ба қайд гирифта шудааст. Атмосфераи Нептун Атмосфераи Нептун аз ҳидроген (80%), гелий (19%) ва метан иборат аст. Атмосфераи сайёра ба ду қисми асосӣ: тропосфера (пастшавии ҳарор. вобаста аз баландӣ) ва стратосфера (зиёдшавии ҳарорат вобаста ба баландӣ) тақсим мешавад. Стратосфера дар соҳаи фишорҳои 10–4–10–5 мкбар ба термосфера ва термосфера дар навбати худ ба экзосфера иваз мешавад. Дар соҳаи фишорҳои то 5 бар абрҳои аммиак ва ҳидрогенсулфид ташаккул ёфта, зиёда аз он абрҳо аз аммиак, сулфиди аммоний, ҳидрогенсулфид ва об иборатанд. Гирди сайёраро абрҳо печондаанд, тумани иборат аз этан ва атсетиленро мушоҳида намудан мумкин аст. Стратосфераи Нептун ба сабаби ғаноиши баланди карбогидридҳо назар ба стратосфераи Уран гармтар аст. Бо сабаҳои номаълум дар термосфераи сайёра ҳарор. ғайримуқаррарӣ то 750 К (476,85°С) баланд мешавад, чунки он аз Офтоб ниҳоят дур аст. Дар атмосфераи Нептун тӯфон ва бодҳои шадид (суръаташ қариб то 600 мс) ҳодисаи муқаррарианд. Аксари бодҳо ба муқобили самти гардиши сайёра дар гирди меҳвари худ равона шудаанд. Соли 1989 дастгоҳи кайҳонии "Вояҷер-2" дар Нептун тӯфон-антисиклони "Доғи бузурги сиёҳ"-и андозааш 13000 6600 км-ро ошкор кард. Пас аз 5 сол телескопи кайҳонии "Ҳаббл" онро дар ҷойи аввалиаш пайдо накард, ки сабабаи он ҷойивазкунии босуръати тӯфонҳо мебошад. Ҷанубтари "Доғи бузурги сиёҳ" тӯфони дигар – "Скутер" ошкор карда шуд. Нептун инчунин 13 радифи табиӣ дорад, ки ба ташаккули атмосфераи сайёра таъсир мерасонанд. Бузургтарини радиф Тритон аст ва он яке аз се (дар қатори Ио ва Титан) радифони Манзумаи Офтоб аст, ки атмосфераи худро дорад. Нептун инчунин ҳалқаҳо дорад, ки аз ҳалқаҳои Зуҳал хурдтаранд. Онҳо эҳтимолан аз яхпораҳои бо силикат пӯшидашуда иборатанд, ки тобиши сурхранг медиҳанд. Нептун магнитосфера ва майдони магнитӣ (1,42 мкТ) дорад. 1 Манобеъ.