Клима на Плутон

Џуџестата планета Плутон има необичен сет на климатски зони, поради нејзината атипична осна конфигурација. На џуџестата планета се доделени пет климатски зони: тропска, арктичка, тропско-арктичка, дневна и поларна. Овие климатски зони се исцртани врз основа на астрономски дефинирани граници или суб-сончеви географски широчини, кои не се поврзани со атмосферските циркулации на џуџестата планета. Харон, најголемата месечина на Плутон, е плимно сврзана со неа и на тој начин ја има истата структура на климатската зона како и самиот Плутон.
Плутон е ледено тело, најистакнатиот објект во Кајперовиот Појас на Сончевиот Систем. Неговата површина е првенствено составена од метан (CH<sub>4</sub>), азот (N<sub>2</sub>) и јаглерод моноксид (CO) испарливи мразови во различни просторни изобилства. Иако Плутон е мал во споредба со типичните планети, тој има атмосфера, иако многу потенка од онаа на Земјата. Содржејќи повеќе слоеви на магла, нејзината атмосфера е составена главно од азот (N<sub>2</sub>) со трага на метан (CH<sub>4</sub>) и јаглерод моноксид (CO). Долгорочните климатски циклуси на планетарните тела (на пример, Земјата) се поврзани со осна прецесија и варијации во косината и орбиталната ексцентричност. Меѓутоа, во случајот со Плутон, циклусите на орбиталната ексцентричност и осната прецесија имаат помало влијание врз климатските циклуси на џуџестата планета отколку варијацијата на косината. Следствено, климатските зони на Плутон биле одредени само врз основа на варијацијата на косината.
1 Одлики и граници
Постојат пет климатски зони на Плутон кои се дефинирани со суб-сончевата географска широчина, секоја со специфични граници. Сепак, опсегот на географска широчина на климатските зони се проширува и се намалува како одговор на опсегот на косината на Плутон од минимум 103° до максимум 127° во текот на периодот на осцилација од 2,8 милиони години. Тоа значи дека некои од зоните имаат постојан опсег на географска ширина, додека други зони ги менуваат своите граници врз основа на варијацијата на осниот наклон на временска скала од повеќе милиони години. Постојаните граници се однесуваат на зоните на географската широчина кои доживуваат одредени одлики во секое време, без оглед на варијацијата на косината на џуџестата планета во текот на периодот на осцилација на косината. Бидејќи Харон е плимно сврзан со Плутон, тој ја има истата структура на климатските зони.
1.1 Тропска зона
Тропските предели на Плутон се дефинирани како географски опсези во кои Сонцето ја достигнува својата надземна точка, или зенитот, барем еднаш во текот на орбиталниот период на Плутон околу Сонцето. Според оваа дефиниција, тропските предели се протегаат од географската широчина од 60°С до 60°С. Меѓутоа, кога косината ќе ја достигне својата минимална вредност од 103°, тропските предели се прошируваат до максималната ширина од 77°N to 77°S. Во овој период, тропските предели покриваат поголем дел од површината на џуџестата планета, опфаќајќи околу 97% од вкупната површина.
Спротивно на тоа, кога косината се зголемува до својот максимум од 127°, тропските предели се собираат до минималниот опсег на географска широчина од 53°N to 53°S. Во тоа време, тропските предели покриваат само 80% од површината на планетата. Според тоа, опсегот на географска ширина од 53°N to 53°S се нарекува постојани тропски предели на Плутон. Бидејќи постојаните тропски предели покриваат најмалку 80% од површината, најголемиот дел од површината на Плутон секогаш лежи во тропскиот регион. Постојаните тропски предели секогаш добиваат директна сончева светлина во текот на секој орбитален период на Плутон, и генерално, тие покажуваат најголем опсег на варијации на албедо.
1.2 Арктичка зона
Арктичката клима на Плутон е дефинирана како опсег на географска широчина што, за време на една орбита, искусува и континуирана сончева светлина во текот на летната сезона и континуиран мрак во текот на зимската сезона. Постојаните арктички зони на џуџестата планета се движат од 90°S до 37°S на северната полутопка и од 90°S до 37°S на јужната полутопка. Вкупно, овие два арктички региони покриваат околу 40% од површината на џуџестата планета. Површинските конституционални податоци на Плутон покажуваат дека постојаните арктички зони се сместени со површина богата со N<sub>2.</sub> Долг период на континуирана зима, кој обично трае повеќе од еден век, го доживуваат постојаните арктички зони во секој орбитален период на Плутон од 248 години во текот на 2,8 милиони годишниот циклус на осениот наклон.
Поради варијацијата во осното навалување на Плутон, арктичките зони исто така се шират и се собираат во текот на циклусот на осцилации. Со сегашната косист од 120°, арктичките зони се протегаат од 30°N до 90°N на северната полутопка, додека е од 30°N до 90°N на јужната полутопка. Овие две арктички зони заедно покриваат 50 проценти од вкупната површина на Плутон. Максималниот опсег на географска широчина на арктикот се протега до блиску екваторијалните широчини од 13°N и 13°S кога осениот наклон се спушта на минималните 103°. Во тоа време, арктичките кругови покриваат околу 78% од вкупната површина. Високата накосеност предизвикана во варијациите на географската широчина во арктичките зони кои се протегаат до блиску екваторските региони покажува дека максималната количина на инсолација се добива на половите.
2 Дневна зона
Дневната климатска зона на Плутон е дефинирана како географски опсези каде се случуваат дневниот и ноќниот циклус за секоја ротација во текот на целата орбитална година. Високата средна накосеност и циклусот на осцилации прават тесниот географски појас да доживее диурнален (дневен) круг. Плутон го доживува најтесниот појас на дневна зона кога накосеноста се спушта на минимум 103°, што се случило пред околу ~ 0,8 милиони години. Овој опсег од 13°N до 13°S кој се протега подеднакво на двете страни на екваторот, се нарекува постојана дневна зона. Постојаната дневна зона опфаќа 22 отсто од вкупните површини на џуџестата планета. Регионот доживува континуирано изгрејсонце и зајдисонце за секој вртежен период на Плутон од 6,4 дена во временски период од 10 милиони години.
Денешната дневна климатска зона на Плутон се протега од 30°N до 30°S, опфаќајќи 50% од вкупната површина, поради сегашното навалување на оската од 120°. Како што накосеноста се менува за да се зголеми од оваа вредност, дневната зона ќе се прошири до максимум од 37°N до 37°S (покривајќи вкупна површина од 60%), што ќе се достигне за приближно 600.000 години. Морфологијата на оваа зона се одликува со речиси униформа ширина на темна екваторска лента и опфаќа зона на главно остро контрастно албедо.
2.1 Тропско-арктичка зона
Тропската арктичка зона ги опфаќа преклопените региони на тропските и арктичките зони. Оваа уникатна климатска зона е можна само на објекти кои имаат опсег на косина помеѓу 45° и 135°. Бидејќи косината на Плутон варира помеѓу минимум 103° и максимум 127°, затоа има тропска арктичка климатска зона. Оваа висока косист имплицира дека поголемиот дел од површината на Плутон доживува тропска и арктичка клима во текот на 2,8 милиони годишниот циклус на накосеност. Тропската арктичка зона го опфаќа регионот што се преклопува помеѓу тропските и арктичките зони кои се протегаат помеѓу 13°N до 77°N и 13°S до 77°S. На овој географски опсег зоните покриваат 75% од вкупната површина. Меѓутоа, како и осцилацијата на тропските (помеѓу 53° и 77° географска широчина) и арктичката (помеѓу 13° и 37° географската широчина) зони, тропската арктичка зона исто така се проширува и прави контраст во текот на циклусот на закосување. Само опсегот на географската широчина помеѓу 37° и 53° во секоја полутопка останува стабилен во текот на тој период, и затоа, тие појаси се нарекуваат постојани тропски арктички зони на Плутон (кои зафаќаат 20% од вкупната површина).
Максималниот опсег на тропската арктичка зона се протега помеѓу 13° и 77° географска широчина и на јужната и на северната полутопка (и покрива околу 75% од вкупната површина). Со сегашната косиност од 120°, денешниот тропски арктик се протега од 30°С до 30°С, опфаќајќи 50% од површината на Плутон. Тропската арктичка зона е област која доживува максимални циклични екстреми и е оптимална за долгорочно сезонско раслојување.
2.2 Поларна зона
Поларната зона на Плутон ги опфаќа оние области каде што Сонцето никогаш не го достигнува зенитот во ниту еден момент од орбиталниот период на џуџестата планета во текот на целиот нејзин циклус на закосување. Овој регион секогаш доживува арктичка клима, никогаш тропска клима, и постојано го доживува најдолгото времетраење на арктичката зима и лето за време на секоја орбитална ротација на Плутон. Поларната зона има полупречник од 13° од секој пол. Зоната се протега од 77°N до 90°N и од 77°S до 90°S, опфаќајќи површина од вкупно 3% од џуџестата планета. Регионите помеѓу 77° и 90° географски широчини на секоја полутопка се нарекуваат постојани поларни климатски зони. Сепак, максималниот опсег на поларните зони може да се протега од 53°S до 90°S (север) и од 53°S до 90°S со вкупна површина од 20% од телото. Во моментов, поларните зони се протегаат помеѓу 60° и 90° на северната и јужната полутопка (која покрива површина од 13% од планетата). Најголемата месечина на Плутон, Харон, исто така има поларна зона која се состои од поларна капа.
3 Корелација со морфологијата на површината
Дневната зона на Плутон помеѓу 13°N до 13°S никогаш не доживува никаков период на континуирано лето или зима. Екваторските области на Плутон претежно се состојат од темна лента со различни граници. Овој регион на екваторска темна лента се совпаѓа со постојаната дневна климатска зона на Плутон. Отсуството на каков било интервал на арктичка зимска темнина, исто така, ги исклучува можностите за испарливо ладно заробување во дневната зона со високо албедо. Спротивно на тоа, регионот со пониско албедо во дневната зона има поголема рефлексивност на сончевата инсолација. Овие области со повисоко албедо зрачат со апсорбирана енергија ноќе за секоја ротација на планетата. Температурниот циклус во близина на екваторот (во дневната зона) одржува остри албедо варијации помеѓу светлите и темните региони.
Корелацијата помеѓу површинската композициска дистрибуција на метанот (CH<sub>4</sub>) и азот (N<sub>2</sub>) и климатските зони е донекаде шпекулативна. CH<sub>4</sub> е широко распространет надвор од Плутоновото Срце и Кит, веројатно на географските појаси на северната граница на ''Ктхулху''. Спротивно на тоа, N<sub>2</sub> е концентриран во географските широчини над 30°N, што се совпаѓа со постојаната арктичка климатска зона која се протега од 37°N географска ширина до полот. Некои области на површината на Плутон доживуваат и тропска и арктичка клима бидејќи и двете климатски зони осцилираат како одговор на циклусот на закосување. Значителна област потпаѓа под тропска арктичка клима поради осцилацијата на климатскиот модел. Се шпекулира дека раслојувањето на ел-Идриси на 37° северна географска широчина е формирано поради долготрајниот климатски циклус на оваа географска широчина. Широчината од 37°N се смета за гранична ширина која вклучува мешање на тропските и арктичките сезони.