Свойства и распределение аэрозоля надоблачной дымки Венеры по результатам солнечного просвечивания. тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.03.02, кандидат наук Лугинин Михаил Сергеевич

• Лугинин Михаил Сергеевич
• кандидат наук
• 2021

Оглавление диссертации кандидат наук Лугинин Михаил Сергеевич

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение

Актуальность и степень разработанности темы исследования

Цели и задачи работы

Научная новизна

Научная и практическая ценность

Методология и методы исследования

Степень достоверности и апробация результатов

Список публикаций по теме диссертации

Личный вклад автора

Структура и объем диссертации

Выносимые на защиту положения

1. Обзор наблюдений аэрозоля облаков и надоблачной дымки Венеры

1.1. Определение состава верхнего яруса облаков и надоблачной дымки по данным дистанционного зондирования

1.2. Структура облачного слоя Венеры по данным измерений со спускаемых аппаратов

1.3. Проблема поглотителя ультрафиолетового излучения

1.4. Выводы к Главе

2. Восстановление коэффициента ослабления надоблачной дымки из данных эксперимента по солнечному просвечиванию прибора «СПИКАВ-ИК»

2.1. Краткий обзор атмосферных исследований, выполненных методом солнечного просвечивания

2.2. Описание принципа солнечного просвечивания

2.3. Преимущества и недостатки метода солнечного просвечивания

2.4. Учёт влияния атмосферной рефракции

2.5. Восстановление высотных профилей аэрозольного коэффициента ослабления

2.6. Краткое описание прибора «СПИКАВ-ИК»

2.7. Отбор наблюдений

2.8. Определение погрешностей спектров

2.9. Результаты

2.10. Обсуждение результатов

2.11. Выводы к Главе

3. Восстановление высотного распределения аэрозоля надоблачной дымки из данных эксперимента по солнечному просвечиванию прибора «СПИКАВ-ИК»

3.1. Моделирование коэффициента ослабления для ансамбля аэрозольных частиц

3.1.1. Определение коэффициента ослабления для ансамбля аэрозольных частиц

3.1.2. Решение задачи дифракции электромагнитных волн на ансамбле аэрозольных частиц

3.1.3. Выбор показателя преломления

3.1.4. Выбор функции распределения частиц по размерам

3.2. Восстановление размера и концентрации аэрозольных частиц надоблачной дымки Венеры

3.2.1. Описание алгоритма

3.2.2. Пример восстановления размера и концентрации аэрозольных частиц

3.2.3. Выбор эффективных вариаций

3.2.4. Результаты

3.2.5. Обсуждение результатов

3.3. Выводы к Главе

4. Восстановление шкалы высоты аэрозоля из данных эксперимента по солнечному просвечиванию прибора «СПИКАВ-ИК»

4.1. Определение шкалы высоты аэрозоля

4.2. Метод восстановления шкалы высоты аэрозоля

4.3. Результаты восстановления шкалы высоты аэрозолей

4.3.1. Оценка шкалы высоты из профилей коэффициента ослабления

4.3.2. Восстановление шкалы высоты из профилей счётной концентрации

4.4. Обсуждение результатов

4.5. Выводы к Главе

5. Оценка коэффициента турбулентной диффузии и вертикальной компоненты скорости ветра в полярной области атмосферы Венеры

5.1. Метод восстановления коэффициента турбулентной диффузии и оценки вертикальной скорости ветра

5.2. Результаты

5.3. Обсуждение результатов

5.4. Выводы к Главе

6. Детектирование и исследование свойств слоёв аэрозоля в надоблачной дымке Венеры

6.1. Отбор наблюдений, содержащих аэрозольные слои

6.2. Описание используемого метода

6.2.1. Детектирование аэрозольных слоёв в надоблачной дымке

6.2.2. Определение оптических и микрофизических свойств аэрозольных слоёв

6.3. Результаты

6.3.1. Оптические и микрофизические свойства аэрозольных слоёв

6.3.2. Последовательности солнечных просвечиваний, содержащих аэрозольные слои

6.4. Обсуждение результатов

6.5. Выводы к Главе

Заключение

Благодарности

Приложение А

Приложение Б

Приложение В

Приложение Г

Список литературы

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Свойства и распределение аэрозоля надоблачной дымки Венеры по результатам солнечного просвечивания.»

Введение

Актуальность и степень разработанности темы исследования

Аэрозоль играет ключевую роль в климате Венеры. В отличие от Земли, вся поверхность планеты полностью скрыта от наблюдения сплошным слоем сернокислотных облаков. Из-за этого поверхности планеты достигает лишь четверть солнечной энергии, что напрямую влияет на тепловой баланс Венеры. Кроме того, в виду своей природы аэрозоль участвует в химических циклах сернистого газа и воды, которые являются ключевыми элементами в химических процессах, протекающих в атмосфере и на поверхности планеты. Всё вышесказанное объясняет необходимость изучения аэрозоля.

Исследование свойств аэрозоля надоблачной дымки Венеры с наземных телескопов, а также с орбитальных аппаратов при надирной геометрии наблюдения, практически невозможно ввиду её малой оптической толщины (Книббе и др., 1998). Основные сведения об аэрозольных частицах надоблачной дымки были получены из лимбовых наблюдений. При такой геометрии оптический путь и, как следствие, оптическая толщина оказываются на порядок больше по сравнению с надирными экспериментами. Лимбовые наблюдения проводились с бортов космических аппаратов «Венера-9» и «Венера-10» (Краснопольский, 1983) и «Пионер-Венера» (Лэйн и Опстбаум, 1983). Они продемонстрировали наличие субмикронных частиц на высотах, где расположена надоблачная дымка.

Новый импульс изучению облаков и надоблачной дымки Венеры придали научные эксперименты с борта орбитального аппарата «Венера-Экспресс». В частности, предварительный анализ данных солнечного просвечивания, полученных комплексом приборов «СПИКАВ/СУАР» (Монмессан и др., 2008; Вильке и др., 2009), и лимбовых наблюдений прибора «ВИРТИС» (де Кок и др., 2011) продемонстрировал наличие двухмодового распределения в надоблачной дымке на высотах до 90 км. Стоит отметить, что в указанных исследованиях были проанализированы данные с небольшого (< 5) количества орбит, что не позволяет выявить широтные, временные или годовые вариации свойств аэрозоля.

Цели и задачи работы

Основной целью настоящей диссертационной работы является восстановление оптических и микрофизических свойств аэрозоля в мезосфере Венеры, которую можно разделить на несколько пунктов:

1. Восстановление высотных профилей аэрозольного коэффициента ослабления;

2. Восстановление высотных зависимостей распределения частиц по размеру и счётной концентрации аэрозоля;

3. Восстановление шкалы высоты аэрозоля;

4. Исследование свойств слоёв аэрозоля в мезосфере Венеры. Для достижения поставленных целей были решены следующие задачи:

1. Реализован метод восстановления коэффициента ослабления аэрозоля, учитывающий влияние атмосферной рефракции и рэлеевского рассеяния атмосферы;

2. Реализован алгоритм моделирования коэффициента ослабления для ансамбля аэрозольных частиц;

3. Реализован метод восстановления распределения частиц по размеру и счётной концентрации из спектральной зависимости коэффициента ослабления аэрозоля;

4. Реализованы метод оценки шкалы высоты аэрозоля по высотному профилю коэффициента ослабления и метод восстановления шкалы аэрозоля из высотных профилей счётной концентрации аэрозоля;

5. Разработана методика детектирования и определения оптических и микрофизических свойств аэрозольных слоёв.

Научная новизна

Все результаты диссертационной работы, представленные к защите, являются новыми.

Впервые был обработан весь массив научных данных прибора «СПИКАВ-ИК», полученный за время работы аппарата «Венера-Экспресс» в экспериментах по солнечному просвечиванию. Из всех проведённых сеансов солнечного просвечивания были восстановлены и проанализированы высотные профили коэффициента ослабления аэрозоля в период с 2006 по 2014 гг., были построены средние высотные профили коэффициента ослабления аэрозоля на различных широтах.

Впервые было восстановлено высотное распределение аэрозоля надоблачной дымки аэрозоля Венеры на высотах 74-88 км в период с 2006 по 2014 гг., были получены и проанализированы широтные, временные и годовые вариации размеров частиц для случаев одномодового и двухмодового распределения аэрозоля.

Впервые был проведён систематический анализ оптических и микрофизических свойств слоёв аэрозоля надоблачной дымки Венеры. Впервые был предложен механизм образования аэрозольных слоёв, согласующийся с нашими результатами и предыдущими наблюдениями других авторов.

Научная и практическая ценность

Проведённые исследования дают новую информацию о свойствах и распределении аэрозоля в слабо изученной области атмосферы Венеры, какой является верхняя дымка.

Восстановленные высотные профили коэффициента ослабления, высотные зависимости распределения частиц по размерам, высотные профили счётной концентрации, а также значения шкалы высоты аэрозоля могут быть использованы при моделировании атмосферы Венеры, при решении уравнения переноса излучения в атмосфере Венеры, а также как входные данные в моделях общей циркуляции атмосферы.

Методология и методы исследования

Для восстановления высотных профилей объёмного коэффициента ослабления аэрозоля использовался метод «очистки луковицы», являющийся стандартным при решении обратной задачи переноса солнечного излучения в геометрии солнечного просвечивания. Математическое моделирование коэффициента ослабления для ансамбля аэрозольных частиц проводилось согласно теории Ми. Поиск модели, наилучшим способом приближавшей полученную из эксперимента спектральную зависимость коэффициента ослабления аэрозоля, осуществлялся с помощью алгоритма оптимизации Левенберга-Марквардта. Для восстановления шкалы высоты аэрозоля использовался взвешенный метод наименьших квадратов. Расчёты и моделирование были реализованы в виде комплексов программ, написанных на языках программирования Fortran и MATLAB.

Степень достоверности и апробация результатов

Достоверность полученных в диссертационной работе результатов основана на:

1. их публикации в 4 статьях в высокорейтинговом международном рецензируемом научном журнале Icarus, входящем в список ВАК;

2. их представлении на научных семинарах, российских и международных конференциях;

3. сравнении с результатами, полученными другими методами и другими авторами.

Результаты диссертационной работы были представлены на следующих конференциях:

1. Одиннадцатая Всероссийская Открытая конференция «Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса», Москва, 2013 г.

2. XI Конференция молодых учёных «Фундаментальные и прикладные космические исследования», Москва, 2014 г.

3. 40th COSPAR Scientific Assembly, Москва, 2014 г.

4. Двенадцатая Всероссийская открытая конференция "Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса", Москва, 2014 г.

5. EGU General Assembly, Вена, Австрия, 2015 г.

6. European Planetary Science Congress 2015, Нант, Франция, 2015 г.

7. The Sixth Moscow Solar System Symposium, Москва, 2015 г.

8. International Venus Conference 2016, Оксфорд, Великобритания, 2016 г.

9. The Seventh Moscow Solar System Symposium, Москва, 2016 г.

10. EGU General Assembly, Вена, Австрия, 2017 г.

11. Всероссийская астрономическая конференция - 2017 «Астрономия: познание без границ», Ялта, 2017 г.

12. The Eighth Moscow Solar System Symposium, Москва, 2017 г.

Результаты диссертационной работы неоднократно докладывались на научных семинарах в ИКИ РАН и в Полярном геофизическом институте (г. Апатиты).

В 2013-2017 гг. автор принимал участие в рабочих совещаниях научной группы по обработке и анализу данных экспериментов «СПИКАВ/СУАР» в г. Катания (Италия) и г. Порос (Греция).

В 2014-2015 гг. автор принимал участие в серии международных семинаров, организованных швейцарским институтом ISSI в г. Берн в секции по исследованию облаков и надоблачной дымки Венеры, на которых, в том числе, обсуждались результаты, вошедшие в настоящую диссертацию.

Список публикаций по теме диссертации

Результаты диссертации опубликованы в 4 статьях в международном рецензируемом журнале Icarus, входящем в перечень ВАК:

1. A. Fedorova, E. Marcq, M. Luginin, O. Korablev, J.-L. Bertaux, and F. Montmessin, "Variations of water vapor and cloud top altitude in the Venus' mesosphere from SPICAV/VEx observations," Icarus, vol. 275, pp. 143-162, 2016. http://doi.org/10.1016/j.icarus.2016.05.008

2. M. Luginin, A. Fedorova, D. Belyaev, F. Montmessin, V. Wilquet, O. Korablev, J.-L. Bertaux, and A. C. Vandaele, "Aerosol properties in the upper haze of Venus from SPICAV IR data," Icarus, vol. 277, pp. 154-170, 2016. http://doi.org/10.1016Zj.icarus.2016.05.008

3. Belyaev, D. A., Evdokimova, D. G., Montmessin, F., Bertaux, J.-L., Korablev, O. I., Fedorova, A. A., Marcq, E., Soret, L., Luginin, M. S. Night side distribution of SO 2 content in Venus'

upper mesosphere. Icarus, vol. 294, pp. 58-71, 2017. http://doi.Org/10.1016/j.icarus.2017.05.002 4. M. Luginin, A. Fedorova, D. Belyaev, F. Montmessin, O. Korablev, J.-L. Bertaux, "Scale heights and detached haze layers at high latitudes of the Venusian mesosphere from SPICAV IR data", Icarus, 2018. http://doi.org/10.1016/j.icarus.2018.03.018

Личный вклад автора

Все работы из списка публикаций по теме диссертации выполнены в соавторстве. Основные результаты диссертации и выносимые на защиту положения основаны на работах [Luginin et al., 2016; Luginin et al., 2018]. В этих работах автору принадлежит ключевая роль, а именно: автором осуществлялись поиск, отбор и обработка данных экспериментов по солнечному затмению, выполненных прибором «СПИКАВ-ИК» на борту космического аппарата «Венера Экспресс», интерпретация полученных результатов, их оформление и представление.

В работе [Fedorova et al., 2016] использовались восстановленные автором величины шкалы высоты аэрозоля, а в работе [Belyaev et al., 2018] — восстановленные автором величины эффективного радиуса и счётной концентрации аэрозоля. Выводы, полученные в работах [Fedorova et al., 2016; Belyaev et al., 2018], в диссертационной работе не используются и на защиту не выносятся.

Структура и объем диссертации

Диссертация состоит из введения, шести глав, заключения, благодарностей, четырёх приложений и списка литературы. Работа содержит 133 страницы, 45 рисунков и 7 таблиц. Список литературы насчитывает 156 наименований.

Выносимые на защиту положения

1. Средняя высота дымки на длине волны 650 нм равна 88 км на широтах 0°-60° и 82 км на широтах 60°-90°; на длине волны 1554 нм средняя высота дымки на 2 км ниже. Разница между терминаторами меньше величины вариаций наблюдений. Средние величины коэффициента ослабления аэрозоля убывают с высотой по экспоненциальному закону. На высоких широтах средние величины коэффициента ослабления меньше. Разница между терминаторами меньше величины вариаций наблюдений.

2. В верхней дымке Венеры на высотах 72-90 км в период с 2006 по 2014 гг. детектировались аэрозольные частицы моды 1 и моды 2. Средняя величина эффективного радиуса для двухмодового распределения равна 0.12 ± 0.03 мкм для моды 1 и 0.84 ± 0.16 мкм для моды 2. Средняя величина эффективного радиуса для одномодового распределения равна 0.54 ± 0.25 мкм. На высоте 75 км средняя счётная концентрация аэрозольных частиц моды 1 равна 500 см-3, моды 2 — 50 см-3 и уменьшается с высотой по экспоненциальному закону со шкалой высоты ~5.5 км.

3. Большинство значений шкалы высоты аэрозоля лежит в диапазоне 1.5-5.5 км. Усреднённая величина равна 2-4 км на широтах 60°-80°с.ш. и 4-5.5 км на широтах 82°-90°с.ш. Из среднего значения шкалы высоты аэрозоля 3.6 км была сделана оценка коэффициента турбулентной диффузии К = 2106 см2/с на высоте 84 км. Получены оценки вертикальной скорости ветра, равные 0.2-0.8 см/с на широтах 82°-90°с.ш. и -2.8-0 см/с на широтах 60°-80°с.ш. на высоте 82 км.

4. В 93 сеансах затмения с 2006 по 2013 гг. в широтном диапазоне 58°-90°с.ш. наблюдались слои аэрозоля. На утреннем терминаторе они наблюдались преимущественно на высотах 80-88 км, на вечернем — на высотах 84-90 км. Максимум распределения вертикальной оптической толщи аэрозольных слоёв приходится на диапазон (0.8-3)10-3. Предложенный механизм образования аэрозольных слоёв, заключающийся в конденсации водяного пара на каплях водного раствора серной кислоты, согласуется с нашими результатами и наблюдениями других авторов.

1. Обзор наблюдений аэрозоля облаков и надоблачной дымки Венеры

1.1. Определение состава верхнего яруса облаков и надоблачной дымки по данным дистанционного зондирования

Первым человеком, наблюдавшим Венеру в телескоп, был Галилео Галилей. Он обнаружил, что при наблюдении с Земли Венера представляется в виде узкого серпа, меняющего фазы, подобно Луне.

В 1761 году выдающийся русский учёный Михаил Васильевич Ломоносов наблюдал прохождение Венеры по диску Солнца. Перед началом транзита наблюдалось «тонкое, как волос, свечение», а при схождении наблюдался световой ободок вокруг планеты («пупырь»). Ломоносов справедливо объяснил эти явления рефракцией солнечного света и сделал вывод, что Венера окружена плотной («знатной») атмосферой (Ломоносов, 1986).

Наблюдая Венеру, астрономы со временем пришли к выводу, что видят сплошной облачный покров планеты без разрывов, одинаковый на всех широтах и не меняющийся во времени. Такая картина проявляется не только в видимом диапазоне, но и в инфракрасном (ИК) диапазоне спектра.

В 1927 году были впервые сделаны снимки облачного слоя Венеры в ультрафиолетовом (УФ) диапазоне (Росс, 1928), на которых были видны светлые и тёмные полосы с характерным временем жизни в несколько дней. Доподлинно известно, что источник (или источники) этих контрастных картин расположен в верхней части облаков (Эспозито, 1980; Томаско и др., 1980), однако споры о природе поглотителя ультрафиолетового излучения до сих пор не утихли. В Разделе 1.3 этот вопрос рассматривается отдельно.

Несмотря на то, что земные наблюдения Венеры ограничены верхней границей облаков, именно они впервые дали информацию о микрофизических свойствах частиц, составляющих облака. Количественное исследование характеристик аэрозоля оказалось возможно при анализе фазовых зависимостей интенсивности и поляризации рассеянного атмосферой Венеры излучения Солнца.

Впервые поляриметрические исследования Венеры были проведены в 1929 (Лио, 1929). В этой полуколичественной работе было проведено сопоставление фазовых кривых поляризации света с результатами лабораторного эксперимента, получены оценки радиуса аэрозольных частиц г ~ 1 мкм и действительной части показателя преломления Пг = 1.33. Хорак (1950) обнаружил, что поляризация всего диска Венеры не может быть объяснена только рэлеевским рассеянием, что также говорит о наличии в облаках аэрозольных частиц. Аркин и Поттер (1968)

провели исследование фазовых кривых интенсивности рассеянного света с учётом многократного рассеяния на сферических частицах без учёта поляризации в диапазоне 353— 554 нм и получили оценки радиуса частиц (r ~ 1 мкм) и действительной части показателя преломления (1.33 < nr < 1.7). Коффин (1969) выполнил сравнение фазовой зависимости поляризации света с результатами расчётов без учёта многократного рассеяния в диапазоне 340990 нм и получил r = 1.25 ± 0.25 мкм и 1.43 < nr < 1.55. Хансен и Аркин (1971) провели анализ данных из работы Коффина (1969) с учётом многократного рассеяния света и уточнили эти значения (r = 1.1 ± 0.1 мкм и nr = 1.46 ± 0.02 на длине волны 365 нм и nr = 1.43 ± 0.02 на длине волны 990 нм). Хансен и Ховенир (1974) использовали тот же подход при анализе большего количество экспериментальных данных, полученных другими исследователями и не включённых в работы Аркина и Поттера (1968), Коффина (1969) и Хансена и Аркина (1971). Были получены следующие микрофизические свойства аэрозоля: сферическая форма частиц, nr = 1.44 ± 0.015 на длине волны 550 нм, эффективный радиус reff = 1.05 ± 0.10 мкм (средний радиус 0.83 ± 0.08 мкм), эффективная вариация Veff = 0.07 ± 0.02 (стандартное отклонение 0.26 мкм). Эти результаты относились к высоте верхней границы облаков, соответствующей давлению 50 мбар (~ 70 км) и единичной оптической толщине, отсчитанной по вертикале от верхней границы атмосферы. Кавабата и Хансен (1975) провели оценку счётной концентрации аэрозоля на той же высоте (30 см-3).

В качестве возможных кандидатов на роль основного аэрозольного компонента в облаках Венеры в разное время предлагались как вполне обычные частицы, составляющие облака, такие как капли воды (Лио, 1929; Дерменджан, 1964), пылевые частицы (Эпик, 1961; Коффин, 1969), кристаллы воды (Боттема и др., 1965; Саган и Поллак, 1967), так и достаточно экзотические, такие как ртутьсодержащие соединения (Льюис, 1969; Расул, 1970), гидрат хлорида железа FeCh2H2O (Койпер, 1969) и даже т.н. «поливода» (Донахью, 1970), существование которой было опровергнуто в 1973 г. (Дерягин и Чураев, 1973). Предположение о том, что облака Венеры состоят из концентрированного (75-86% по массе) водного раствора серной кислоты впервые было независимо высказано в работах Силла (1972) и Янга и Янг (1973). Янг (1973) собрал вместе все доводы в пользу этой гипотезы:

1. Соответствие показателя преломления водного раствора серной кислоты экспериментальным данным в УФ, видимом и ИК диапазонах спектра.

2. Температурные условия (240-250 К) на высоте верхней границы облаков соответствуют жидкой фазе раствора и, как следствие, согласуются со сферичностью частиц.

3. Высокое химическое сродство серной кислоты к воде, которое объясняет малое содержание водяного пара на высоте верхней границы облаков.

4. Наличие в стратосфере Земли аэрозольного слоя (слой Юнге), содержащего в том числе частицы серной кислотный (Ремсберг, 1973).

Впоследствии к этим доводам добавился ещё один: соответствие спектров отражения Венеры в ближней ИК области 1.2-4.2 мкм, полученных с борта самолёта, спектральным свойствам серной кислоты (Поллак и др., 1975).

Поляриметрические наблюдения мезосферы Венеры в полярных широтах, выполненные в октябре 1958 г. (Дольфюс и др., 1979), указали на присутствие частиц с радиусом г = 0.10.3 мкм (мода 1) и показателем преломления, совпадающим с показателем преломления микронных частиц (мода 2). Анализ данных, полученных на 243 орбитах номинальной миссии (Кавабата и др., 1980) и 2820 орбитах расширенной миссии (Сато и др., 1996) орбитального аппарата «Пионер-Венера», также продемонстрировал наличие аэрозольных частиц моды 1 (г ~ 0.3 мкм) с показателем преломления 1.44-1.45 на длине волны 550 нм. Таким образом, наземные и орбитальные поляриметрические измерения продемонстрировали наличие субмикронных и микронных частиц с одинаковым показателем преломления в облаках и надоблачной дымке Венеры.

В 1983 г. были запущены орбитальные аппараты «Венера-15 и -16». При интерпретации данных установленного на орбитальном аппарате «Венера-15» Фурье-спектрометра (спектральный диапазон 6-40 мкм; прибор на «Венере-16» не заработал) аэрозольные частицы моделировались в виде капель водного раствора серной кислоты (Засова и др., 1993). Хорошее совпадение модельных и экспериментальных спектров является косвенным подтверждением сернокислотного состава аэрозолей в среднем и верхнем ярусах облаков и в надоблачной дымке Венеры.

В 1990 г. мимо Венеры пролетел космический аппарат «Галилео», на борту которого находился картирующий ИК спектрометр «НИМС». Анализ спектров с высоким пространственным разрешением в окнах прозрачности на ночной стороне Венеры, открытых Алленом и Кроуфордом (1984), показали высокую аэрозольную изменчивость в нижних облачных слоях (Карлсон и др., 1993). Из поведения рассеяния и поглощения на длинах волн 1.74 и 2.3 мкм был сделан вывод, что наблюдающаяся изменчивость может быть вызвана как изменением концентрации, так и изменением состава аэрозолей.

За время работы на орбите Венеры космического аппарата «Венера-Экспресс» (2006-2014 гг.) приборами «СПИКАВ/СУАР», «ВИРТИС» и «Ви-Эм-Си» было проведено большое количество исследований облаков и надоблачной дымки Венеры. Изучение фазовых кривых рассеяния света аэрозольными частицами на верхней границе облаков и/или в надоблачной дымке, полученных прибором «Ви-Эм-Си», показало наличие частиц моды 1 и моды 2 с Пг = 1.44-1.53, что говорит о присутствии в некоторых случаях не только каплей серной кислоты, но и примесей с высоким Пг (Шалыгина и др., 2015; Петрова и др., 2015; Маркевич и др., 2018). Предварительные результаты обработки поляриметрических данных прибора «СПИКАВ-ИК» предполагают немного более низкие показатели преломления Пг = 1.42 (Росси и др., 2015).

Предварительный анализ данных солнечного просвечивания, полученных комплексом приборов «СПИКАВ/СУАР», продемонстрировал наличие двухмодового распределения аэрозолей в надоблачной дымке (Монмессан и др., 2008; Вильке и др., 2009). Из данных, полученных в течение первых четырёх лет работы прибора «СУАР», были выявлены вариации объёмного коэффициента ослабления с масштабом времени от дней до месяцев и лет (Вильке и др., 2012). Наличие частиц моды 2 в надоблачной дымке на высотах 80-85 км было также обнаружено из лимбовых наблюдений прибора «ВИРТИС» (де Кок и др., 2011).

1.2. Структура облачного слоя Венеры по данным измерений со спускаемых аппаратов

Дистанционные наблюдения Венеры вне окон прозрачности позволяют получить информацию, относящуюся к верхней части облачного слоя и надоблачной дымке на уровне т ~ 1. Внутренняя структура облаков может достоверно исследоваться только путём зондирования установленными на спускаемые аппараты приборами. Одним из таких приборов является нефелометр, как правило состоящий из источника света и детектора, регистрирующего рассеянное аэрозолями излучение. Нефелометры были установлены на советских аппаратах «Венера-9 и -10» (1975 г.), «Венера-11 и -12» (1978 г.) и «Венера-13 и -14» (1982 г.), а также на четырёх зондах «Пионер-Венеры» (1978 г.). Поскольку результаты нефелометрических экспериментов на аппаратах «Венера» (Маров и др., 1980, 1983) и «Пионер-Венера» (Бламон и Рэджент, 1979) в целом оказались схожими, имеет смысл рассматривать их вместе.

Начало измерений было ограничено высотами 62-66 км, в результате чего верхняя часть облаков на высоте 65-70 км и надоблачная дымка оказались не охваченными. Верхний ярус облаков (57-64 км) оказался наиболее изменчивой областью, здесь часто прослеживалась слоистость, коэффициент рассеяния изменялся от 0.6 до 8 км-1. Как показывают фотохимические

модели (Краснопольский, 2012; Чжан и др., 2012), именно в верхнем ярусе происходит образование молекул Н^04, конденсация паров серной кислоты и образование аэрозольных частиц, которые затем посредством вертикального транспорта доставляются на другие ярусы облаков и в дымки. Средний ярус, расположенный на высотах 51-57 км, являлся наиболее однородным образованием и был подвержен наименьшим изменениям. Коэффициент рассеяния был близок к величине 3-4 км-1 и падал с высотой в 1.5-2 раза во всех случаях, за исключением измерений «Венеры-9 и -10», в которых коэффициент рассеяния был постоянен во всем диапазоне высот. Нижний ярус (47-51 км) также демонстрировал большую изменчивость: коэффициент рассеяния здесь был равен 0.2-4 км-1, часто наблюдалась слоистость, а высота нижней границы была подвержена вариациям в диапазоне 47-50 км. На высотах 46-48 км были зарегистрированы очень тонкие, толщиной 0.1-0.3 км, слоистые облака с коэффициентом рассеяния, примерно совпадающим с величинами нижнего яруса. От нижнего яруса облаков их отделял зазор в 0.5-1.5 км. Ниже уровня 47 км коэффициент рассеяния резко снижался до величин 0.02-0.5 км-1, что говорит о сильном уменьшении концентрации аэрозольных частиц. Нижняя граница, где частицы полностью исчезали, варьировалась от измерения к измерению, но в среднем находилась на уровне 31-32 км. Суммарная оптическая толщина всех ярусов облаков лежала в диапазоне 31-46.

По форме кривых рассеяния, зарегистрированных нефелометрами с зондов «Венер», были восстановлены показатели преломления аэрозольных частиц, а также их эффективные радиусы и счётные концентрации (Маров и др., 1980). В верхнем и нижнем ярусах были зарегистрированы частицы с г = 1.0-1.7 мкм и показателем преломления, близким с сернокислотному (Пг = 1.45 и Пг = 1.42 соответственно), а в среднем — частицы большего размера (г = 1.7-2.5 мкм) и меньшего показателя преломления (Пг = 1.33). Выдвигалось предположение о наличии поглощения (мнимая часть показателя преломления п = 3 10-3), благодаря которому удаётся воспроизвести кривые рассеяния при значениях Пг = 1.42 (Маров и др., 1980). Однако, оно противоречит фотометрическим измерениям на аппаратах «Венера» (Мороз и др., 1979; Мошкин и др., 1983). Тун и др. (1984) предложили другое решение этой проблемы. При анализе данных нефелометрии «Венер» они использовали функцию распределения частиц по размерам не в форме гамма-распределения, как Маров и др. (1980), а в форме степенного распределения, содержащего длинный «хвост» больших частиц, что позволило воспроизвести результаты эксперимента при значениях Пг = 1.45. Этот случай является классическим примером некорректно поставленной задачи, когда различные математические решения могут в равной степени хорошо приближать экспериментальные данные. Выбор правильной модели следует делать на основе физических ограничений, как правило, полученных из других экспериментов.

На борту одного из четырёх зондов «Пионер-Венеры» (т.н. большого зонда) был установлен прибор для прямого измерения размера и коэффициента преломления отдельной частицы, попадающей в измерительную систему. Прибор состоял из двух каналов. В первом (спектрометр размеров частиц) частица освещалась источником излучения и создавала тень на детекторе, размер которой пересчитывался в диаметр частицы. Подсчёт частиц с сопоставленным им диаметром давал распределение частиц по размерам. Спектрометр размеров частиц работал в трёх диапазонах диаметров: 5-50, 20-200 и 50-500 мкм (в последнем частицы не были зарегистрированы). Второй канал прибора измерял интенсивность рассеяного частицами света и позволял определить диаметр частиц в диапазоне 0.5-5 мкм и величину показателя преломления. Следует заметить, что фактически частицы с диаметром < 0.6 мкм не регистрировались, а свойства моды 1 определялись по хвосту распределения.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Лугинин Михаил Сергеевич, 2021 год

Список литературы

1. Аллен и Кроуфорд, 1984. [Allen, D., & Crawford, J. (1984). Cloud structure on the dark side of Venus. Nature, 307(5948), 222-224].

2. Аркин и Поттер, 1968. [Arking, A., & Potter, J. (1968). The Phase Curve of Venus and the Nature of its Clouds. Journal of the Atmospheric Sciences, 25(4), 617-628].

3. Безар и др., 2011. [Bezard, B., Fedorova, F., Bertaux, J.-L., Rodin, A., & Korablev, O. (2011). The 1.10- and 1.18-p.m nightside windows of Venus observed by SPICAV-IR aboard Venus Express. Icarus, 216(1), 173-183].

4. Беляев и др., 2017. [Belyaev, D., Evdokimova, D., Montmessin, F., Bertaux, J.-L., Korablev, O., Fedorova, A., . . . Luginin, M. (2017). Night side distribution of SO 2 content in Venus' upper mesosphere. Icarus, 294, 57-71].

5. Беляев и др., 2012. [Belyaev, D., Montmessin, F., Bertaux, J.-L., Mahieux, A., Fedorova, A., Korablev, O., . . . Zhang, X. (2012). Vertical profiling of SO2 and SO above Venus' clouds by SPICAV/SOIR solar occultations. Icarus, 217(2), 740-751].

6. Берто и др., 2006. [Bertaux, J.-L., Korablev, O., Perrier, S., Quemerais, E., Montmessin, F., Leblanc, F., Lebonnois, S., Rannou, P., Lefevre, F., Forget, F., Fedorova, A., Dimarellis, E., Reberac, A., Fonteyn, D., Chaufray, J. Y., & Guibert, S. (2006). SPICAM on Mars Express: Observing modes and overview of UV spectrometer data and scientific results. Journal of Geophysical Research, 111(E10), E10S90].

7. Берто и др., 2007a. [Bertaux, J.-L., Vandaele, A. C., Korablev, O., Villard, E., Fedorova, A., Fussen, D., Quemerais, E., Belyaev, D., Mahieux, A., Montmessin, F., Muller, C., Neefs, E., Nevejans, D., Wilquet, V., Dubois, J. P., Hauchecorne, A., Stepanov, A., Vinogradov, I., Rodin, A., ... Sandel, B. (2007). A warm layer in Venus' cryosphere and high-altitude measurements of HF, HCl, H2O and HDO. Nature, 450(7170), 646-649].

8. Берто и др., 2007b. [Bertaux, J.-L., Vandaele, A., Korablev, O., Villard, E., Fedorova, A., Fussen, D., . . . SPICAV/SOIR team. (2007). A warm layer in Venus' cryosphere and high-altitude measurements of HF, HCl, H2O and HDO. Nature, 450(7170), 646-649].

9. Бидье-Меху и др., 1973. [Bideau-Mehu, A., Guern, Y., Abjean, R., & Johannin-Gilles, A. (1973). Interferometric determination of the refractive index of carbon dioxide in the ultraviolet region. Optics Communications, 9(4), 432-434].

10. Бламон и Рэджент, 1979. [Blamont, J., & Ragent, B. (1979). Further results of the Pioneer Venus nephelometer experiment. Science, 205(4401), 67-70].

11. Бламон и др., 1991. [Blamont, J., Chassefiere, J., Goutail, J., Mege, B., Nunes-Pinharanda, M., Souchon, G., . . . Moroz, V. (1991). Vertical profiles of dust and ozone in the Martian atmosphere deduced from solar occultation measurements. Planetary and Space Science, 39(1-2), 175-187].

12. Борен, К. и Хафман, Д. (1986). Поглощение и рассеяние света малыми частицами. Москва: Мир.

13. Бовенсманн и др., 1999. [Bovensmann, H., Burrows, J., Buchwitz, M., Frerick, J., Noel, S., & Rozanov, V. (1999). SCIAMACHY: Mission Objectives and Measurement Modes. Journal of the Atmospheric Sciences, 56(2), 127-150].

14. Боттема и др., 1965. [Bottema, M., Plummer, W., Strong, J., & Zander, R. (1965). The composition of the Venus clouds and implications for model atmospheres. Journal of Geophysical Research, 70(17), 4401-4402].

15. Вильке и др., 2012. [Wilquet, V., Drummond, R., Mahieux, A., Severine, R., Vandaele, A., & Bertaux, J.-L. (2012). Optical extinction due to aerosols in the upper haze of Venus: Four years of SOIR/VEX observations from 2006 to 2010. Icarus, 217, 875-881].

16. Вильке и др., 2012. [Wilquet, V., Fedorova, A., Montmessin, F., Drummond, R., Mahieux, A., Vandaele, A., . . . Bertaux, J.-L. (2009). Preliminary characterization of the upper haze by SPICAV/SOIR solar occultation in UV to mid-IR onboard Venus Express. Journal of Geophysical Research, 114, E00B42].

17. Гао и др., 2014. [Gao, P., Zhang, X., Crisp, D., Bardeen, C., & Yung, Y. (2014). Bimodal distribution of sulfuric acid aerosols in the upper haze of Venus. Icarus, 231, 83-98].

18. Гейбл и др., 1950. [Gable, C., Betz, H., & Maron, S. (1950). Phase Equilibria of the System Sulfur Trioxide-Water 1. Journal of the American Chemical Society, 72(4), 1445-1448].

19. Глаккум и др., 1996. [Glaccum, W., Lucke, R., & Bevilacqua, R. e. (1996). The Polar Ozone and Aerosol Measurement instrument. Journal of Geophysical Research: Atmospheres, 101(D9), 14479-14487].

20. Гнедых, В. И., Засова, Л. В., Мороз, В. И., Мошкин, Б. Е., & Экономов, А. П. (1987). Вертикальная структура облаков в местах посадки аппаратов «Вега-1». Космические исследования, 25, 707-714.

21. Голдсмит, 1963. [Goldsmith, D. (1963). Differential refraction in planetary atmospheres with linear scale height gradients. Icarus, 2(C), 341-349].

22. Гуди, Р. (1966). Атмосферная радиация. Москва: Мир.

23. Гунсон и др., 1996. [Gunson, M., Abbas, M., & Abrams, M. и. (1996). The Atmospheric Trace Molecule Spectroscopy (ATMOS) Experiment: Deployment on the ATLAS space shuttle missions. 23(17), 2333-2336].

24. Де Кок и др., 2011. [De Kok, R., Irwin, P., Tsang, C., Piccioni, G., & Drossart, P. (2011). Scattering particles in nightside limb observations of Venus' upper atmosphere by Venus Express VIRTIS. Icarus, 211(1), 51-57].

25. Де Патер и Лиссауэр, 2001. [De Pater, I., & Lissauer, J. (2001). Planetary Sciences. Cambridge: Cambridge University Press].

26. Дерменджан, 1964. [Deirmendjian, D. (1964). A water cloud interpretation of Venus' microwave continuum. Icarus, 3(2), 109-120].

27. Дерягин и Чураев, 1973. [Derjaguin, B., & Churaev, N. (1973). Nature of "Anomalous Water". Nature, 244(5416), 430-431].

28. Джейкобсон, 2005. [Jacobson, M. (2005). Fundamentals of Atmospheric Modeling. New York: Cambridge University Press].

29. Дженсен и др., 1991. [Jensen, E., Toon, O., & Hamill, P. (1991). Homogeneous freezing nucleation of stratospheric solution droplets. Geophysical Research Letters, 15(10), 18571860].

30. Дольфюс и др., 1979. [Dollfus, A., Auriere, M., & Santer, R. (1979). Wavelength dependence of polarization. XXXVII - Regional observations of Venus. The Astronomical Journal, 84(9), 1419-1436].

31. Донахью, 1970. [Donahoe, F. (1970). Is venus a polywater planet? Icarus, 12(3), 424-430].

32. Засова и др., 1981. [Zasova, L., Krasnopolsky, V., & Moroz, V. (1981). Vertical distribution of SO2 in upper cloud layer of Venus and Origin of U.V.-absorption. Advances in Space Research, 1(9), 13-16].

33. Засова и др., 1996. [Zasova, L., Moroz, V., & Linkin, V. (1996). Venera-15, 16 and VEGA mission results as sources for improvements of the Venus reference atmosphere. Advances in Space Research, 17(11), 171-180].

34. Засова и др., 1993. [Zasova, L., Moroz, V., Esposito, L., & Na, C. (1993). SO2 in the Middle Atmosphere of Venus: IR Measurements from Venera-15 and Comparison to UV Data. Icarus, 105(1), 92-109].

35. Засова и др., 2006. [Zasova, L., Moroz, V., Linkin, V., Khatuntsev, I., & Maiorov, B. (2006). Structure of the Venusian atmosphere from surface up to 100 km. Cosmic Research, 44(4), 364-383].

36. Игнатьев и др., 2009. [Ignatiev, N., Titov, D., Piccioni, G., Drossart, P., Markiewicz, W., Cottini, V., . . . Manoel, N. (2009). Altimetry of the Venus cloud tops from the Venus Express observations. Journal of Geophysical Research, 114(8), E00B43].

37. Имамура и Хасимото, 2001. [Imamura, T., & Hashimoto, G. (2001). Microphysics of Venusian Clouds in Rising Tropical Air. Journal of the Atmospheric Sciences, 58(23), 35973612].

38. Кавабата и др., 1975. [Kawabata, K., & Hansen, J. (1975). Interpretation of the Variation of Polarization over the Disk of Venus. Journal of the Atmospheric Sciences, 6(32), 1133-1139].

39. Кавабата и др., 1980. [Kawabata, K., Coffeen, D., Hansen, J., Lane, W., Sato, M., & Travis, L. (1980). Cloud and haze properties from Pioneer Venus polarimetry. Journal of Geophysical Research, 85(A13), 8129].

40. Карлсон и др., 1993. [Carlson, R., Kamp, L., Baines, K., Pollack, J., Grinspoon, D., Encrenaz, T., . . . Taylor, F. (1993). Variations in Venus cloud particle properties: a new view of Venus's cloud morphology as observed by the Galileo near-infrared mapping spectrometer. Planetary and Space Science, 41(7), 477-485].

41. Касс и Рафтери, 1995. [Kass, R. E., & Raftery, A. E. (1995). Bayes Factors. Journal of the American Statistical Association, 90(430), 773].

42. Кержанович и Маров, 1983. [Kerzhanovich, V., & Marov, M. (1983). The atmospheric dynamics of Venus according to Doppler measurements by the Venera entry probes. In D. Hunten, L. Colin, T. Donahue, & V. Moroz, Venus (pp. 766-778). Tucson: The University of Arizona press].

43. Клэнси и др., 2003. [Clancy, R., Sandor, B., & Moriarty-Schieven, G. (2003). Observational definition of the Venus mesopause: vertical structure, diurnal variation, and temporal instability. Icarus, 161(1), 1-16].

44. Книббе и др., 1998. [Knibbe, W. J. J., de Haan, J. F., Hovenier, J. W., & Travis, L. D. (1998). Analysis of temporal variations of the polarization of Venus observed by Pioneer Venus Orbiter. Journal of Geophysical Research: Planets, 103(E4), 8557-8574].

45. Койпер, 1969. [Kuiper, G. (1969). Identification of the Venus cloud layers. Communications of the Lunar and Planetary Laboratory, 6(101), 229-2250].

46. Кондратьев, К., Бузников, А., Гречко, Г., Губарев, А., & Покровский, А. (1976). Измерение отношения смеси атмосферного водяного пара в стратосфере и мезосфере с помощью спектральной аппаратуры, установленной на орбитальной станции «Салют-4». Доклады АН СССР, 226(3), 563-565.

47. Кораблёв и др., 2006. [Korablev, O., Bertaux, J.-L., & Fedorova, A. e. (2006). SPICAM IR acousto-optic spectrometer experiment on Mars Express. Journal of Geophysical Research, 111(E9), E09S03].

48. Кораблёв и др., 2002. [Korablev, O., Bertaux, J.-L., & Vinogradov, I. (2002). Compact highresolution IR spectrometer for atmospheric studies. Infrared Spaceborne Remote Sensing X, 4818(2002), 272].

49. Кораблёв и др., 2012. [Korablev, O., Fedorova, A., Bertaux, J.-L., Stepanov, A., Kiselev, A., Kalinnikov, Y., . . . Neefs, E. (2012). SPICAV IR acousto-optic spectrometer experiment on Venus Express. Planetary and Space Science, 65(1), 38-57].

50. Кораблёв и др., 2018. [Korablev, O., Montmessin, F., Trokhimovskiy, A., Fedorova, A., Shakun, A. V., Grigoriev, A. V., ... Zorzano, M. P. (2018). The Atmospheric Chemistry Suite (ACS) of Three Spectrometers for the ExoMars 2016 Trace Gas Orbiter. Space Science Reviews, 214(1), 7].

51. Коттини и др., 2012. [Cottini, V., Ignatiev, N., Piccioni, G., & Drossart, P. (2012). Water vapor near Venus cloud tops from VIRTIS-H/Venus express observations 2006-2011. Planetary and Space Science, 113-114, 219-225].

52. Коффин, 1969. [Coffeen, D. (1969). Wavelength Dependence of Polarization. XVI. Atmosphere of Venus. The Astronomical Journal, 74(3), 446-460].

53. Краснопольский, 1983. [Krasnopolsky, V. (1983). Venus spectroscopy in the 3000-8000A region by Veneras 9 and 10. В D. Hunten, L. Colin, T. Donahue, & V. Moroz, Venus (p. 459483). Tucson: The University of Arizona press].

54. Краснопольский, 2006. [Krasnopolsky, V. (2006). Chemical composition of Venus atmosphere and clouds: Some unsolved problems. Planetary and Space Science, 54(13-14), 1352-1359].

55. Краснопольский, 2010. [Krasnopolsky, V. (2010). Spatially-resolved high-resolution spectroscopy of Venus 2. Variations of HDO, OCS, and SO2 at the cloud tops. Icarus, 209(2), 314-322].

56. Краснопольский, 2011. [Krasnopolsky, V. (2011). Vertical profile of H2SO4 vapor at 70110km on Venus and some related problems. Icarus, 215(1), 197-203].

57. Краснопольский, 2012. [Krasnopolsky, V. (2012). A photochemical model for the Venus atmosphere at 47-112km. Icarus, 218(1), 230-246].

58. Краснопольский, 2015. [Krasnopolsky, V. (2015). Vertical profiles of H2O, H2SO4, and sulfuric acid concentration at 45-75km on Venus. Icarus, 252, 327-333].

59. Краснопольский, 2016. [Krasnopolsky, V. (2016). Sulfur Aerosol In The Clouds Of Venus. Icarus, 274, 33-36].

60. Краснопольский, 2017. [Krasnopolsky, V. (2017). On the iron chloride aerosol in the clouds of Venus. Icarus, 286, 134-137].

61. Краснопольский и др., 2013. [Krasnopolsky, V., Belyaev, D., Gordon, I., Li, G., & Rothman, L. (2013). Observations of D/H ratios in H2O, HCl, and HF on Venus and new DCl and DF line strengths. Icarus, 224(1), 57-65].

62. Краснопольский и др., 1989. [Krasnopolsky, V., Moroz, V., Krysko, A., Korablev, O., Zhegulev, V., Grigoriev, A., . . . Goutail, J. (1989). Solar occultation spectroscopic measurements of the martian atmosphere at 1.9 and 3.7 pm. Nature, 341(6243), 603-604].

63. Линдзен, 1971. [Lindzen, R. (1971). Mesospheric Models and Related Experiments. In G. Fiocco (Ed.), Tides and Gravity Waves in the Upper Atmosphere (pp. 122-130). Frascati: Proceedings of the Fourth Esrin-Eslab Symposium. Retrieved July 6-10, 1970].

64. Лио, 1929. [Lyot, B. (1929). Recherches sur la polarisation de la lumière de planètes et de quelquessubstances terrestres. Annales de l'Observatoire de Paris, Section de Meudon, 8(1), 161].

65. Ломоносов, М. (1986). Избранные произведения (Т. 1. Естественные науки и философия). Отв. ред. Микулинский. Москва: "Наука".

66. Луз и др., 2011. [Luz, D., Berry, D., Piccioni, G., Politi, R., Wilson, C., Erard, S., & Nuccilli, F. (2011). Venus's Southern Polar Vortex Reveals Precessing Circulation. Science, 332(6029), 577-580].

67. Льюис, 1969. [Lewis, J. (1969). Geochemistry of the volatile elements on Venus. Icarus, 11(3), 367-385].

68. Лэвен, 2005. [Laven, P. (2005). How are glories formed? Applied Optics, 44(27), 5675-5683].

69. Лэйн и Опстбаум, 1983. [Lane, W., & Opstbaum, R. (1983). High altitude Venus haze from Pioneer Venus limb scans. Icarus, 54(1), 48-58].

70. Люк и др., 1999. [Lucke, R., Korwan, D., & Bevilacqua, R. e. (1999). The Polar Ozone and Aerosol Measurement (POAM) III instrument and early validation results. Journal of Geophysical Research: Atmospheres, 104(D15), 18785-18799].

71. Майре и др., 1998. [Myhre, C., Nielsen, C., & Saastad, O. (1998). Density and Surface Tension of Aqueous H 2 SO 4 at Low Temperature. Journal of Chemical & Engineering Data, 43(4), 617-622].

72. Макгулдрик и др., 2011. [McGouldrick, K., Toon, O., & Grinspoon, D. (2011). Sulfuric acid aerosols in the atmospheres of the terrestrial planets. Planetary and Space Science, 59(10), 934-940].

73. Маккормик, 1987. [Mccormick, M. (1987). Sage II: an overview. Advances in Space Research, 7(3), 219-226].

74. Маккормик и др., 1979. [McCormick, M., Hamill, P., Pepin, T., Chu, W., Swissler, T., & McMaster, L. (1979). Satellite Studies of the Stratospheric Aerosol. Bulletin of the American Meteorological Society, 60(9), 1038-1046].

75. Маркевич и др., 2018. [Markiewicz, W., Petrova, E., & Shalygina, O. (2018). Aerosol properties in the upper clouds of Venus from glory observations by the Venus Monitoring Camera ( Venus Express mission). Icarus, 299, 272-293].

76. Марков, М., Вольтов, Б., & Толабов, В. и. (1969). Водяной пар и озон в мезосфере по измерениям с орбитальной станции «Салют-5». Препринт ФИАН(169), 13.

77. Маров и др., 1980. [Marov, M., Lystcev, V., Lebedev, V., Lukashevich, N., & Shari, V. (1980). The structure and microphysical properties of the Venus clouds: Venera 9, 10, and 11 data. Icarus, 44(3), 608-639].

78. Маров., М. Я., Бывшев, Б. В., Баранов, Ю., Лебедев, В. Н., Лукашевич, Н. Л., Максимов, А. В., . . . Шари, В. П. (1983). Исследование структуры облаков Венеры при помощи нефелометров на станциях «Венера-13» и «Венера-14». Космические исследования, 21(2), 269-278.

79. Массуччи и др., 1996. [Massucci, M., Clegg, S., & Brimblecombe, P. (1996). Equilibrium Vapor Pressure of H2O above Aqueous H2SO4 at Low Temperature. Journal of Chemical & Engineering Data, 41(4), 765-778].

80. Махьё и др., 2015. [Mahieux, A., Vandaele, A., Bougher, S., Drummond, R., Robert, S., Wilquet, W., . . . Bertaux, J.-L. (2015). Update of the Venus density and temperature profiles at high altitude measured by SOIR on board Venus Express. Planetary and Space Science, 113114, 309-320].

81. Менгель и др., 1989. [Mengel, J., Stevens-Rayburn, D., Mayr, H., & Harris, I. (1989). Nonlinear three dimensional spectral model of the venusian thermosphere with super-rotation—II. Temperature, composition and winds. Planetary and Space Science, 37(6), 707-722].

82. Мёрфи и Куп, 2005. [Murphy, D., & Koop, T. (2005). Review of the vapour pressures of ice and supercooled water for atmospheric applications. Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society, 131(608), 1539-1565].

83. Миллер и Стюард, 1965. [Miller, D., & Steward, R. (1965). Observations of atmospheric ozone from an artificial earth satellite. Proceedings of the Royal Society of London, A288(2), 540-544].

84. Мингалёв и др., 2015. [Mingalev, I., Rodin, A., & Orlov, K. (2015). Numerical simulations of the global circulation of the atmosphere of Venus: Effects of surface relief and solar radiation heating. Solar System Research, 49(1), 24-42].

85. Мищенко и др., 1999. [Mishchenko, M., Dlugach, J., Yanovitskij, E., & Zakharova, N. (1999). Bidirectional reflectance of flat, optically thick particulate layers: an efficient radiative transfer solution and applications to snow and soil surfaces. Journal of Quantitative Spectroscopy and Radiative Transfer, 63(2-6), 409-432].

86. Монмессан и др., 2008. [Montmessin, F., Fedorova, A., Wilquet, V., Mahieux, A., Drummond, R., Korablev, O., . . . Bertaux, J. (2008). Venusian Upper Haze Properties: Detection of a Multimodal Distribution at High Altitude by SPICAV/SOIR. American Geophysical Union, Fall Meeting 2008, abstract id.P33A-1428].

87. Монмессан и др., 2017. [Montmessin, F., Korablev, O., Lefevre, F., Bertaux, J.-L., Fedorova, A., Trokhimovskiy, A., ... Chapron, N. (2017). SPICAM on Mars Express: A 10 year in-depth survey of the Martian atmosphere. Icarus, 297, 195-216].

88. Мороз, В. И., Парфентьев, Н. А., & Санько, Н. Ф. (1979). Спектрофотометрический эксперимент на спускаемых аппаратах «Венера-11» и «Венера-12». Коссмические исследования, 17(5), 727-742.

89. Мошкин, Б. Е., Экономов, А. П., & Мороз, В. И. (1983). Спектрофотометрический эксперимент на спускаемых аппаратах «Венера-13» и «Венера-14». Космические исследования, 21(2), 236-245.

90. Невьянс и др., 2006. [Nevejans, D., Neefs, E., & Van Ransbeeck, E. e. (2006). Compact highresolution spaceborne echelle grating spectrometer with acousto-optical tunable filter based order sorting for the infrared domain from 2.2 to 4.3 pm. Applied Optics, 45(21), 5191].

91. Нолленберг и Хантен, 1980. [Knollenberg, R., & Hunten, D. (1980). The microphysics of the clouds of Venus: Results of the Pioneer Venus Particle Size Spectrometer Experiment. Journal of Geophysical Research, 85(A13), 8039].

92. Отаке и др., 1993. [Ohtake, T. (1993). Freezing points of H2SO4 aqueous solutions and formation of stratospheric ice clouds. Tellus, 45(2), 138-144].

93. Палмер и Уильямс, 1975. [Palmer, K., & Williams, D. (1975). Optical Constants of Sulfuric Acid; Application to the Clouds of Venus? Applied Optics, 14(1), 208].

94. Паркинсон и др., 2015. [Parkinson, C., Gao, P., Schulte, R., Bougher, S., Yung, Y., Bardeen, C., . . . Patzold, M. (2015). Distribution of sulphuric acid aerosols in the clouds and upper haze of Venus using Venus Express VAST and VeRa temperature profiles. Planetary and Space Science, 113-114, 205-218].

95. Перри и др., 1978. [Perry, R., Hunt, A., & Huffman, D. (1978). Experimental determinations of Mueller scattering matrices for nonspherical particles. Applied Optics, 17(17), 2700].

96. Петрова, 2018. [Petrova, E. (2018). Glory on Venus and selection among the unknown UV absorbers. Icarus, 306, 163-170].

97. Петрова и др., 2015. [Petrova, E., Shalygina, O., & Markiewicz, W. (2015). The VMC/VEx photometry at small phase angles: Glory and the physical properties of particles in the upper cloud layer of Venus. Planetary and Space Science, 113-114, 120-134].

98. Петрянов, И., Андрейчиков, Б., Корчуганов, Б., Овсянкин, Е., Огородников, Б., Скитович, В., & Христианов, В. (1981). Железо в облаках Венеры. Доклады Академии наук СССР, 260(4), 834-836.

99. Пичони и др., 2007. [Piccioni, G., Drossart, P., Sanchez-Lavega, A., Hueso, R., Taylor, F., Wilson, C., . . . VIRTIS-Venus Express Technical Team. (2007). South-polar features on Venus similar to those near the north pole. Nature, 450(7170), 637-640].

100. Поберовский, А. и. (1999). Определение вертикальных профилей содержания озона методом затменного зондирования с ДОС "МИР" 1. Описание прибора и методики обработки данных. Примеры результатов. ИЗВЕСТИЯ РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК. ФИЗИКА АТМОСФЕРЫ И ОКЕАНА, 35(3), 312-321.

101. Поллак и др., 1975. [Pollack, J., Erickson, E., Goorvitch, D., Baldwin, B., Strecker, D., Witteborn, F., & Augason, G. (1975). A Determination of the Composition of the Venus Clouds from Aircraft Observations in the Near Infrared. Journal of the Atmospheric Sciences, 32(6), 1140-1150].

102. Поуп и др., 1992. [Pope, S., Tomasko, M., Williams, M., Perry, M., Doose, L., & Smith, P. (1992). Clouds of ammonia ice: Laboratory measurements of the single-scattering properties. Icarus, 100(1), 203-220].

103. Пресс и др., 2007. [Press, W., Teukolsky, S., Vetterling, W., & Flannery, B. (2007). Numerical Recipes — The Art of Scientific Computing — 3rd Edition. New York: Cambridge University Press].

104. Принн, 1974. [Prinn, R. (1974). Venus: Vertical Transport Rates in the Visible Atmosphere. Journal of the Atmospheric Sciences, 31(6), 1691-1697].

105. Расул, 1970. [Rasool, S. (1970). The Structure of Venus Clouds-Summary. Radio Science, 5(2), 367-368].

106. Робер и др., 2016. [Robert, S., Vandaele, A., & Thomas, I. e. (2016). Expected performances of the NOMAD/ExoMars instrument. Planetary and Space Science, 124, 94-104].

107. Роджерс, 2000. [Rogers, C. (2000). Invers methods for atmospheric sounding. Theory and practice. Singapore: World Scientific].

108. Роклифф и Эллиот, 1966. [Rawcliffe, R., & Elliott, D. (1966). Latitude distribution of ozone at high altitudes, deduced from a satellite measurement of the Earth's radiance at 2840 A. Journal of Geophysical Research, 71(21), 5077-5089].

109. Росс, 1928. [Ross, F. (1928). Photographs of Venus. The Astrophysical Journal, 68(363), 5792].

110. Росси и др., 2015. [Rossi, L., Marcq, E., Montmessin, F., Fedorova, A., Stam, A., Bertaux, J-L., & Korablev, O. (2015). Preliminary study of Venus cloud layers with polarimetric data from SPICAV/VEx. Planetary and Space Science, 113-114, 159-168].

111. Рэджент и Бламон, 1979. [Ragent, B., & Blamont, J. (1979). Preliminary Results of the Pioneer Venus Nephelometer Experiment. Science, 203(4382), 790-792].

112. Саган и Поллак, 1967. [Sagan, C., & Pollack, J. (1967). Anisotropic nonconservative scattering and the clouds of Venus. Journal of Geophysical Research, 72(2), 469-477].

113. Сагдеев, Р. и Захаров, А. (1990). Краткая история проекта Фобос. Письма в астрономический журнал, 16, 125.

114. Сато и др., 1996. [Sato, M., Travis, L., & Kawabata, K. (1996). Photopolarimetry Analysis of the Venus Atmosphere in Polar Regions. Icarus, 124(2), 569-585].

115. Сведхем и др., 2006. [Svedhem, H., Titov, D., McCoy, D., Lebreton, J.-P., Barabash, S., Bertaux, J.-L., . . . Coradini, M. (2007). Venus Express—The first European mission to Venus. Planetary and Space Science, 55(12), 1636-1652].

116. Сейфф и др., 1985. [Seiff, A., Schofield, J., Kliore, A., Taylor, F., Limaye, S., Revercomb, H., . . . Marov, M. (1985). Models of the structure of the atmosphere of Venus from the surface to 100 kilometers altitude. 5(11), 3-58].

117. Силл, 1972. [Sill, G. (1972). Sulfuric Acid in the Venus Clouds. Communications of the Lunar and Planetary Laboratory, 9(171), 191-198].

118. Смит и Хантен, 1990. [Smith, G., & Hunten, D. (1990). Study of planetary atmospheres by absorptive occultations. Reviews of Geophysics, 28(2), 117].

119. Снип и Убахс, 2005. [Sneep, M., & Ubachs, W. (2005). Direct measurement of the Rayleigh scattering cross section in various gases. Journal of Quantitative Spectroscopy and Radiative Transfer, 92(3), 293-310].

120. Суоми и Лимэй, 1978. [Suomi, V., & Limaye, S. (1978). Venus: Further Evidence of Vortex Circulation. Science, 201(4360), 1009-1011].

121. Табазадэ и др., 1997. [Tabazadeh, A., Toon, O., Clegg, S., & Hamill, P. (1997). A new parameterization of H2SO4/H2O aerosol composition: Atmospheric implications. Geophysical Research Letters, 24(15), 1931-1934].

122. Тимофеев, Ю.М. и Васильев, А.В (2003). Теоретические основы атмосферной оптики. Санкт-Петербург: Наука.

123. Титов и др., 2012. [Titov, D., Markiewicz, W., Ignatiev, N., Song, L., Limaye, S., Sanchez-Lavega, A., . . . Moissl, R. (2012). Morphology of the cloud tops as observed by the Venus Express Monitoring Camera. Icarus, 217(2), 682-701].

124. Титов и др., 2006. [Titov, D., Svedhem, H., Koschny, D., Hoofs, R., Barabash, S., Bertaux, J-L., . . . Clochet, A. (2006). Venus Express science planning. Planetary and Space Science, 54(13-14), 1279-1297].

125. Томаско и др., 1980. [Tomasko, M., Doose, L., Smith, P., & Odell, A. (1980). Measurements of the flux of sunlight in the atmosphere of Venus. Journal of Geophysical Research, 85(A13), 8167].

126. Тун и др., 1984. [Toon, O., Ragent, B., Colburn, D., Blamont, J., & Cot, C. (1984). Large, solid particles in the clouds of Venus: Do they exist? Icarus, 57(2), 143-160].

127. Тун и др., 1982. [Toon, O., Turco, R., & Pollack, J. (1982). The ultraviolet absorber on Venus: Amorphous sulfur. Icarus, 51(2), 358-373].

128. Тэйлор и др., 1979. [Taylor, F., Diner, D., Elson, L., McCleese, D., Martonchik, J., Delderfield, J., . . . Coffey, M. (1979). Temperature, Cloud Structure, and Dynamics of Venus Middle Atmosphere by Infrared Remote Sensing from Pioneer Orbiter. Science, 205(4401), 6567].

129. Фёдорова и др., 2015. [Fedorova, A., Bezard, B., Bertaux, J.-L., Korablev, O., & Wilson, C. (2015). The CO2 continuum absorption in the 1.10- and 1.18-pm windows on Venus from Maxwell Montes transits by SPICAV IR onboard Venus express. Planetary and Space Science, 113-114, 66-77].

130. Фёдорова и др., 2008. [Fedorova, A., Korablev, O., Vandaele, A., Bertaux, J.-L., Belyaev, D., Mahieux, A., . . . Villard, E. (2008). HDO and H 2 O vertical distributions and isotopic ratio in the Venus mesosphere by Solar Occultation at Infrared spectrometer on board Venus Express. Journal of Geophysical Research, 113(5), E00B22].

131. Фёдорова и др., 2016. [Fedorova, A., Marcq, E., Luginin, M., Korablev, O., Bertaux, J.-L., & Montmessin, F. (2016). Variations of water vapor and cloud top altitude in the Venus' mesosphere from SPICAV/Vex observations. Icarus, 275, 143-162].

132. Фон Жан и др., 1980. [Von Zahn, U., Fricke, K., Hunten, D., Krankowsky, D., Mauersberger, K., & Nier, A. (1980). The upper atmosphere of Venus during morning conditions. Journal of Geophysical Research, 85(A13), 7829].

133. Фон Жан и др., 1983. [Von Zahn, U., Kumar, S., Niemann, H., & Prinn, R. (1983). Composition of the Venus atmosphere. В D. Hunten, L. Colin, T. Donahue, & V. Moroz, Venus (p. 299-430). Tucson: The University of Arizona press].

134. Хаммэл и др., 1988. [Hummel, J., Shettle, E., & Longtin, D. (1988). A New Background Stratospheric Aerosol Model for Use in Atmospheric Radiation Models. Burlington].

135. Хансен и Аркин, 1971. [Hansen, J., & Arking, A. (1971). Clouds of venus: evidence for their nature. Science, 171(3972), 669-672].

136. Хансен и Ховенир, 1974. [Hansen, J., & Hovenier, J. (1974). Interpretation of the Polarization of Venus. Journal of the Atmospheric Sciences, 31(4), 1137-1160].

137. Хансен и Тревис, 1974. [Hansen, J., & Travis, L. (1974). Light scattering in planetary atmospheres. Space Science Reviews, 16(4), 527-610].

138. Хапке и Нельсон, 1975. [Hapke, B., & Nelson, R. (1975). Evidence for an Elemental Sulfur Component of the Clouds from Venus Spectrophotometry. Journal of the Atmospheric Sciences, 32(6), 1212-1218].

139. Холланд и Ганье, 1970. [Holland, A., & Gagne, G. (1970). The Scattering of Polarized Light by Polydisperse Systems of Irregular Particles. The Scattering of Polarized Light by Polydisperse Systems of Irregular Particles, 9(5), 1113].

140. Хорак, 1950. [Horak, H. (1950). Diffuse Reflection by Planetary Atmospheres. The Astrophysical Journal, 112, 445-463].

141. Хэйс и Робл, 1968. [Hays, P., & Roble, R. (1968). Stellar Spectra and Atmospheric Composition. Journal of the Atmospheric Sciences, 25(6), 1141-1153].

142. Чжан и др., 2012. [Zhang, X., Liang, M., Mills, F., Belyaev, D., & Yung, Y. (2012). Sulfur chemistry in the middle atmosphere of Venus. Icarus, 217(2), 714-739].

143. Чу и др., 2002. [Chu, W., Trepte, C., Veiga, R., Cisewski, M., & Taha, G. (2002). SAGE III measurements. Proceedings SPIE, 96(34), 457-464].

144. Шалыгина и др., 2015. [Shalygina, O., Petrova, E., Markiewicz, W., Ignatiev, N., & Shalygin, E. (2015). Optical properties of the Venus upper clouds from the data obtained by Venus Monitoring Camera on-board the Venus Express. Planetary and Space Science, 113-114, 135158].

145. Шофилд и Динер, 1983. [Schofield, J., & Diner, D. (1983). Rotation of Venus's polar dipole. Nature, 305(5930), 116-119].

146. Экономов и др., 1983. [Ekonomov, A., Golovin, Y., Moroz, V., & Moshkin, B. (1983). Solar scattered radiation measurements by Venus probes. In D. Hunten, L. Colin, T. Donahue, & V. Moroz, Venus (pp. 632-649). Tucson: The University of Arizona press].

147. Энкреназ и др., 1995. [Encrenaz, T., Lellouch, E., Cernicharo, J., Paubert, G., Gulkis, S., & Spilker, T. (1995). The Thermal Profile and Water Abundance in the Venus Mesosphere from H2O and HDO Millimeter Observations. Icarus, 117(1), 162-172].

148. Эпик, 1961. [Opik, E. (1961). The aeolosphere and atmosphere of Venus. Journal of Geophysical Research, 66(9), 2807-2819].

149. Эспозито, 1980. [Esposito, L. (1980). Ultraviolet contrasts and the absorbers near the Venus cloud tops. Journal of Geophysical Research, 85(A13), 8151].

150. Эспозито и др., 1983. [Esposito, L, Knollenberg, R., Marov, M., Toon, O., Turco, R. (1983). The clouds and hazes of Venus. В D. Hunten, L. Colin, T. Donahue, & V. Moroz, Venus (p. 484-564). Tucson: The University of Arizona press].

151. Юнг и Демор, 1982. [Yung, Y., & DeMore, W. (1982). Photochemistry of the stratosphere of Venus: Implications for atmospheric evolution. Icarus, 51(2), 199-247].

152. Юэ и др., 1989. [Yue, G., McCormick, W., & Chu, W. (1989). Comparative studies of aerosol extinction measurements made by the SAM II and SAGE II satellite experiments. Journal of Geophysical Research: Atmospheres, 94(D6), 8412-8424].

153. Ямамото и Такахаши, 2006. [Yamamoto, M., & Takahashi, M. (2006). An aerosol transport model based on a two-moment microphysical parameterization in the Venus middle atmosphere: Model description and preliminary experiments. Journal of Geophysical Research E: Planets, 111(8), 1-12].

154. Янг, 1973. [Young, A. (1973). Are the clouds of venus sulfuric acid? Icarus, 18(4), 564-582].

155. Янг, 1983. [Young, A. (1983). Venus cloud microphysics. Icarus, 56(3), 568-577].

156. Янг и Янг, 1973. [Young, A., & Young, L. (1973). Are the Clouds of Venus Sulfuric Acid? Bulletin of the American Astronomical Society, 299].