포토 뉴스 타이탄 기후에 대한 컴퓨터 모델

[파덕]

우주과학일반 (과학기술동향)
제     목		타이탄 기후에 대한 컴퓨터 모델
등록날짜		2006/01/25		출 판 일		2006/01/25
정보출처		Spaceflight Now (http://www.spaceflightnow.com/cassini/06012...
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카시니, 호이겐스 탐사선 및 지구의 관측을 근거로 하여 과학자들은 타이탄에서 몇 가지 형태의 에탄과 메탄 구름이 형성되는 과정을 설명할 수 있는 컴퓨터 모델을 만들 수 있게 되었다. 토성의 가장 큰 위성인 타이탄 대기의 구름은 최근에 근적외선 분광계와 남위 40도 근처의 지역과 남극지역에 대한 이미지를 통해 두꺼운 안개를 뚫고 관측되었다. 지구의 천체망원경과 나사/유럽항공우주국/이탈리아 우주국의 카시니 탐사선은 타이탄의 구름과 기상형태에 대한 자료를 제공하였다. 프랑스의 베르사이유-상-쿠엔틴 대학(Versailles-St-Quentin)의 대기학 서비스(Service d’Aeronomie, IPSL)의 파스칼 라노우(Pascal Rannou) 박사의 유럽 연구팀은 타이탄의 대기에 대한 구름물리와 그 동학 및 안개에 대한 일반적인 순환모델을 만들어 지금까지 관측된 주요 구름들이 어떻게 형성되었는가를 설명하고 있다. 이 기상모델은 과학자들이 완전한 타이탄 력(지구의 30년) 동안 구름의 분포에 대해 예측할 수 있으며 특히 다음해 카시니호의 관측에 도움이 될 것으로 보인다. 1980년대 초 이루어진 보이저호의 탐사에서 처음으로 타이탄의 응축된 구름이 관측되었다. 이 위성의 대기는 매우 추워, 상층부 대기권에서 형성되는 대부분의 광화학 과정을 통해 만들어지는 유기화학물은 저대기지역으로 내려가면서 구름으로 응축된다고 생각되었다. 메탄은 높은 고도에서 응축되어 표면으로 이동된다고 여려졌다. 그 이후로 복잡한 미시물리학적인 모델을 포함한 타이탄의 대기에 대한 일차원적인 모델이 만들어져 에탄과 메탄의 비가 형성되는 과정이 예측되었다. 이와 유사하게 메탄의 순환은 순환모델을 통해 따로 연구되었지만, 구름에 대한 미시물리학적인 연구는 없었다. 이들 연구는 일반적으로 메탄구름은 공기의 입자가 상층부로 이동할 때 냉각되면서 발생하는 것으로 적도에서 극지대로 이동할 때 발생하는 사실을 발견했다. 하지만 이러한 모델은 메탄과 에탄구름의 순화과정을 정확하게 담고 있지 않다. 라노우의 연구팀이 만든 것은 구름에 대한 미시물리학적인 모델을 일반적인 순환모델과 합성한 것이다. 이 연구팀은 현재 남반구의 여름에 남반구 40도의 지역과 남극지역에서 산발적으로 발생하는 구름을 포함한 여러 종류의 에탄과 메탄구름의 형성을 설명하고 있다. 과학자들은 이 모델에서 예측된 구름의 물리적인 성격이 최근 관측과 잘 일치하고 있다고 밝혔다. 공기가 상층부로 상승하는 곳에서 나타나는 자료를 통해 관측된 메탄구름은 이들의 모델과 일치했다. 남극의 구름에서 관측된 수직으로 순환하는 공기 덩어리 또는 하들리 구름(Hardley Cell)의 상층부에 나타나는 구름은 남극의 고도 20~30킬로미터 지점에서 나타날 것이라는 예측과 일치했다. 남반구 40도 지역에서 정기적으로 순환발생하는 지역적인 구름(경도선 방향의 순환)과 낮은 고도에서 나타나는 선형의 불연속적인 구름 또한 대류권에서 유사하게 순환하는 상승 부분의 구름과 상호연관성이 높았지만 낮은 고도의 작은 구름은 카시니호에 의해 이미 관측된 선형의 불연속적인 구름과 유사했다. 파스칼 라노우 박사는 "우리의 순환모델에서 구름은 실제 구름보다는 필수적으로 단순화되었지만 주요한 구름은 실제 탐사에서 발견된 것과 일치했다. 지속적으로 우리의 모델은 실제로 관측된 지점에서 구름이 형성되는 것을 보여주었지만 아직 관측을 통해 나타나지 않은 예측된 구름도 있다"고 말했다. 타이탄의 구름의 패턴은 지구와 화성에서 나타나는 주요 구름의 형태와 유사하다. 그리고 신비스러운 남반구 40도 지점의 구름은 하들리 구름의 일부가 상승하면서 만들어내는 것으로, 이것은 지구와 화성에서처럼 열대간 지역의 합치지역(Intertropical Convergence Zone, ITCZ)의 열대구름과 매우 유사하다. 극지대의 구름은 지구의 중간정도의 고도에서 만들어지는 구름과 유사하다. 반면에 일부 경도지역에서만 나타나는 구름이 존재한다. 이러한 특정한 타이탄 구름의 모습은 아마도 토성의 주기작용의 영향으로 보인다. 타이탄의 구름분포의 역동적인 기원을 쉽게 테스트해 볼 수 있다. 다음해의 구름 형성의 예측은 카시니호의 관측자료와 지상천체 망원경의 자료와 비교될 것이다. 특정한 구름형성은 구름분포에서 순환의 역할을 보여주게 될 것이다. 이 연구보고서는 2006년 1월의 '사이언스'에 "타이탄의 구름의 위도상의 분포(The latitudinal distribution of clouds on Titan)"란 제목으로 출판되었다. 출처 : 해외과학기술동향
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