Атмосфера на Юпитере
Статья написана Павлом Чайкой, главным редактором журнала «Познавайка». С 2013 года, с момента основания журнала Павел Чайка посвятил себя популяризации науки в Украине и мире. Основная цель, как журнала, так и этой статьи – объяснить сложные научные темы простым и доступным языком
Часто можно услышать упреки в адрес разных прогнозов погоды: их прогнозы оказываются нередко ошибочными. Почему это происходит? Отчасти потому, что мы еще не знаем всех законов, управляющих воздушным океаном. Даже применение самой совершенной ракетной техники для исследования верхних слоев атмосферы не обеспечивает еще точности наших предсказаний. Очень трудно выделить наиболее важные, общие для планетной атмосферы свойства и на этой основе установить определенно то, что характерно только для земной атмосферы. Решение такой сложной проблемы будет достигнуто, по-видимому, лишь после того, как человек, выйдя за пределы земного притяжения, сможет непосредственно изучить атмосферы других планет и сравнить их с атмосферой Земли. Об этом и мечтают в наше время метеорологи.
Однако можно сравнить воздушный океан Земли с атмосферами других планет, и не побывав на них. Именно такую попытку предприняли еще в конце 19-го века выдающиеся ученые астроном Федор Александрович Бредихин и аэродинамик Николай Егорович Жуковский. Опираясь на свои многолетние наблюдения движений облаков на Юпитере, Бредихин пришел к заключению, что, так же как и на Земле, они обусловлены циркуляцией воздушных масс в атмосфере.
При наблюдении Юпитера в телескоп весь диск его кажется разделенным на ряд полос, параллельных экватору. Внутри полос появляются, движутся и исчезают светлые и темные пятна — облака. Кстати, каждое облако перемещается только внутри своей полосы, или зоны. Но ведь земная атмосфера тоже разделена на зоны, параллельные экватору. Для каждой из них характерно определенное атмосферное давление. Такое распределение давления в атмосфере и было положено в основу теории циркуляции. Если точно знать давление в данной точке атмосферы, то на основе теории циркуляции можно изучить в этом месте движение воздушных потоков, а следовательно, и увлекаемых ими облаков. Но косвенным образом давление можно определить, лишь зная химический состав и температуру газа.
Как же решить эту трудную задачу? После многих лет научных изысканий ответ на нее нашел Жуковский. Он показал, что ее решение может быть дано в двух частных случаях. Так как давление на данной широте всегда постоянно (из-за зонального распределения давления), то, рассматривая движение облака вдоль одной и той же параллели, можно значительно упростить условие задачи, найдя искомую величину, когда облако находится в самых верхних или самых нижних слоях атмосферы. Решение этого вопроса Жуковский изложил в нескольких письмах к Бредихину.
Подводя итоги многолетним исследованиям Юпитера, Бредихин опубликовал в 1897 году большую статью «О вращении Юпитера с его пятнами». В числе других исследований он изложил здесь и краткое содержание работы Жуковского об атмосфере на Юпитере. Однако, восстанавливая решение Жуковского по его письмам, а частично и по памяти, Бредихин допустил ряд неточностей и пропусков. Может быть, поэтому работа Жуковского не привлекла к себе внимания современников, а впоследствии была забыта и даже не включена в полное собрание сочинений ученого. А между тем исправление допущенных ошибок и восстановление этой работы показывают всю оригинальность первой попытки Жуковского и Бредихина построить общую теорию планетной атмосферы на основе изучения законов циркуляции облаков на Земле и Юпитере.
Автор: Н. И. Невская.