Марс. Профиль южной полярной шапки.

[wladimir]

Выделяю в отдельную тему. Попытался построить профиль ЮПШ по результатам своих наблюдений.
1. На первом графике - результаты наблюдений.
Синиий график – результаты наблюдений. Последняя правая точка – данные по  фото Хаббла. Собственные фото дали результат в этом районе 86 – 86,8 град. По Хабблу – 86,5. Кривую я сгладил, чтобы вид ее стал более плавным – это розовый график. Далее обрабатывалась только аппроксимированная кривая. На ней четко просматриваются 2 зоны – зона интенсивного таяния ( с начала июля по конец августа) и зона крайне медленного таяния (сентябрь-ноябрь). На мой взгляд это объясняется увеличением толщины ПШ ближе к полюсу.
2. Предположив, что скорость таяния пропорциональна мощности солнечного излучения, я проинтегрировал поток солнечной энергии, с учетом наклона площадки и расстояния Марса от Солнца. Совместив две кривые – энергии и перемещения границы получил второй график.
Синия кривая – интеграл  солнечной мощности на границе ПШ от времени (естественно, с масштабным коэффициентом), розовая – смещение границы от 73 градусов.
Из графика видно, что в области интенсивного таяния кривые совпадают очень хорошо.
3. Предположив, что в начале процесса таяние происходит со скоростью 0,00028 мм/сек по толщине (0,25г/квм плотность 0,9 и подводимая мощность 150вт),  и в дальнейшем пропорционально солнечной радиации, построил профиль ЮПШ на момент 12.07.2005г. Масса ПШ при плотности 0,9 получилась около 2,5е15 кг.
 Выводы.
1. В довольно широком диапазоне широт (73-85) толщина ПШ нарастает практически линейно.
2. В районе полюса толщина шапки резко увеличивается.
3. Максимальная толщина ПШ может достигать единиц метров.

[Ernest]

Предположив, что в начале процесса таяние происходит со скоростью 0,00028 мм/сек по толщине (0,25г/квм плотность 0,9 и подводимая мощность 150вт)

Почему? Откуда взялась удельная теплоемкость возгонки? Кстати, чего? и при каких условиях?

[ilya]

[ Кстати, чего?

Думается замерзшей углекислоты.

[wladimir]

Ernest!
Естественно, полагал, что возгоняется сухой лед... (Замерзшая углекислота).
К сожалению в моем справочнике указаны теплоемкости «возгонки» веществ без указания условий. Если допустим, для воды, есть таблица с указанием, что давление нормальное, и идет ряд значений при разных температурах, то для сухого льда просто приведено одно значение. Я решил, что видимо удельная теплоемкость слабо зависит от температуры и давления.
Ведь имеется попытка просто оценки величин толщины «снежного» покрова. Она базируется в принципе на нескольких абсолютных величинах:
1. Светимость Солнца.
2. Расстояние до Солнца.
3. Наклон полярной оси.
4. Удельная теплота парообразования.
5. Удельный вес .
Наибольшее сомнение вызывает у меня последнее значение. Для обычного снега приведены значения 0,08-0,9 (то, что я нашел). А что там на Марсе – я принял 0,9 со слов Tony. По воде – теплота парообразования мало меняется в широком диапазоне значений. Естественно, точность оценки толщины ЮПШ наверное близка к порядку. Просто мне показалось интересным, что даже при весьма скромных наблюдательных возможностях, можно оценить весьма тонкие процессы на Марсе.

[Ernest]

Я решил, что видимо удельная теплоемкость слабо зависит от температуры и давления.

Это не так - в зависимости от давления и температуры могут быть вполне равновесные состояния с минимальной энергией фазового перехода.
Вот тут коротко, возможно интересные для Вас данные по фазовым переходам углекислоты:
http://www.science.uwaterloo.ca/~cchieh/cact/c123/phasesdgm.html
обратите внимание, на то как загибается граница твердое-газообразное при малых давлениях. Похоже, при тех давлениях, которые имеют место быть на Марсе углекислоте потребуется настоящий космических холод (много меньше -120С), чтобы оставаться в твердом состоянии.

[wladimir]

Эрнест !
В моих расчетах не участвуют напрямую давление и температура.
Я не сомневаюсь, что теплоемкость СО2 является функцией этих значений.
Просто я не нашел этих данных. Вряд ли погрешность вызванная неточностью знания теплоемкости,будет больше погрешности от незнания удельной плотности.
Я удовлетворен тем, что удалось построить график профиля ЮПШ.
Пусть и с большой погрешностью...
Ссылку посмотрел, спасибо. Но если пользоваться аналогией с водой, то в области малых давлений теплоемкость возгонки изменяется слабо. Поискал еще данные в интернете, но лучшего, чем в Вашей ссылке не нашел.
Впрочем при полном не знании плотности, масштаб по оси высот может изменяться в разы...
Обращаю внимание на то, что моя оценка массы ЮПШ - 2,5 е15 кг фактически совпадает с оценкой профессионалов приведенной Tony: 3,8 е15 кг. Так что не все так страшно с точностью, причем я оцениваю массу ЮПШ на 12.07.2005 - она уже уменьшилась, а максимального значения широты ЮПШ я просто не знаю - нигде не нашел. Видимо этот процесс профессионалов сейчас не интересует. А так можно бы посчитать "задним ходом". И наверное, моя оценка была бы ближе к оценке профессионалов, которые располагают не в пример лучшим оборудованием.