
汗青数据来自曾成功在金星着陆的“金星号”(Venera)系列探测器,其不雅测显示,金星外面近地风速大年夜约只有每秒1米,远低于地球约20米/秒、甚至火星局部可达40米/秒的典范风速。但因为金星大年夜气极其稠密,要将如斯厚重的大年夜气加快到这些风速本身就须要巨大年夜能量,是以即便风速数值不高,对地表温度分布和沙尘悬浮的影响依旧明显。
更直接与着陆义务相干的是名为“DaVINCI”的NASA金星大年夜气与外面探测义务。根据今朝筹划,其着陆舱将在名为“阿尔法高地”(Alpha Regio)的高地高原邻近降低,这一区域位于赤道邻近、地形起伏明显。新研究成果显示,阿尔法高地约45%的地外面积存在足以扬起粒径约75微米“细沙”的风速,这意味着DaVINCI探测器在接近与着陆阶段,很可能遭受持续的细颗粒扬尘情况,其强度还会随本地日夜周期产生变更。这一发明被视为对探测器构造设计、传感器防护以及降低时序筹划的重要预警。
论文第一作者、索邦大年夜学的Maxence Lefèvre带领团队,基于以往金星义务的测量成果,构建了一个聚焦近地表风和沙尘活动的区域性数值模型,目标是为即将到来的新一代金星探测义务供给更切近真实情况的“气候预告”。研究将金星外面划分为不合区域,区分高地(山地)与低地(平原)、热带与极区,一一分析各自的温度变更幅度、风向风速模式以及由此激发的扬尘才能,而不再把整颗行星视作均一情况。
研究指出,金星的一昼一夜约相当于地球的117天,这种超长日夜轮回会在大年夜气中触发激烈但区域差别明显的变更。在低纬度热带,高地地区日间时受太阳加热,近地风沿山坡向上吹,被称为“上坡风”(技巧术语为“顺坡风”或“anabatic风”);夜间地表经由过程红外辐射冷却后,冷空气沿坡向下贱动,形成“下坡风”(“katabatic风”)。
这类日夜风向反转不仅重塑局地风场,还直接影响地表温度起伏。论文计算显示,高地受下坡风导致的绝热紧缩增温影响,日夜温差被“锁定”在不到1开尔文之内,大年夜幅抵消了夜间地表冷却效应;比拟之下,缺乏类似调节机制的低地地区,日夜温差可达到约4开尔文。这意味着,在金星山地,风场在某种程度上充当了“温度稳压器”。
在接近两极的地区,模式又有所不合:那边近地风场全年几乎持续呈下坡流动形态,经久与极区持续的红外散热互相“对冲”,形成另一种形态的温度稳定机制。研究团队指出,因为包含欧洲“EnVision”和美国“VERITAS”在内的一批将来金星轨道探测义务都将重点不雅测极区,这一新模型为懂得极区气候与外面特点供给了关键背景。
为实现这些分析,科研团队采取了一种新的区域模仿办法,不再测验测验将金星外面作为一个整体同一建模,而是将不合地形、不合纬度划分为多个可自力争解的“气候单位”,分别计算其风场、温度与扬尘特点。论文也坦言,今朝模型仍有晋升空间,例如可进一步根据不合地表材料的倒映率和热惯量,引入更过细的热物性参数,或更精确地描述金星大年夜气中以二氧化碳为主的气体在不合温度下的红外接收特点。
不过,研究人员强调,在将来几批着陆与环绕义务真正抵达金星之前,科学界还有时光对模型进行迭代和校订。跟着DaVINCI等义务开展实地测量,这些区域风场模仿将成为解读新数据的重要参照,也有助于解释探测器着陆点邻近可能出现的异常温度读数和沙尘特点。相干成果以“The effect of near-surface winds on surface temperature and dust transport on Venus”为题,已揭橥于《地球物理研究期刊:行星》子刊。

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