Convección en la capa límite de Venus

Instantáneas de la sección transversal vertical (columna izquierda) y la sección transversal horizontal a 100 metros sobre la superficie (columna derecha) del viento vertical (m/s) para el caso de terreno elevado al mediodía (fila superior), medianoche (fila central), y el caso de llanuras bajas al mediodía (fila inferior). Crédito: Lefèvre, 2022.

La capa límite planetaria (PBL por sus siglas en inglés) es la porción de atmósfera más cercana a la superficie de un planeta que está controlada principalmente por las interacciones entre la superficie y la atmósfera. Durante el día en la Tierra, la PBL tiene entre 1 y 3 kilómetros de altura, con convección (viento que se origina a partir de las diferencias de temperatura) en todas partes. Esta convección forma dunas de arena y remolinos de polvo en desiertos y lugares polvorientos. En la Tierra, las longitudes de onda de las dunas de arena son indicativas de la altura de la PBL promediada en el tiempo, y las alturas de los remolinos de polvo son comparables a la altura de la PBL. La PBL venusiana se ha observado muy poco, por lo que para determinar cómo se mueve el aire venusiano cerca de su superficie se necesitan simulaciones numéricas, a partir de las cuales se puede analizar el movimiento del aire.

Maxence Lefèvre, de la Universidad de Oxford, aplicó a Venus una simulación de grandes remolinos (LES por sus siglas en inglés), que es un tipo de simulación numérica por computadora utilizada para evaluar el movimiento en la PBL. El LES aproximó la solución a las ecuaciones de movimiento del aire venusiano, las cuales incluyen la conservación del momento, masa y energía. El LES recibió las condiciones de contorno apropiadas para Venus al mediodía y la medianoche en sus llanuras bajas, que prevalecen en gran parte del planeta, y en el terreno elevado en la región de Ovda Regio. Lefèvre encontró alturas de la PBL al mediodía de 2 kilómetros sobre las llanuras bajas y de 7 kilómetros sobre el terreno elevado, con una convección insignificante a la medianoche en una capa límite menor de 0.5 kilómetros de altura. En terreno alto, los vientos verticales pueden alcanzar 1.3 metros por segundo, con posibles tolvaneras de hasta 1 kilómetro de ancho y 5 kilómetros de altura, con una duración de varias horas. Es más, descubrió que la profundidad media de la PBL sobre las llanuras bajas era de 0.5 kilómetros, aproximadamente la longitud de onda vista en los dos grandes campos de dunas de Venus. El calentamiento a gran escala, que representa los efectos topográficos y las diferencias entre los vientos diurnos y nocturnos, explica la mayoría de las diferencias entre PBL de las llanuras bajas y las del terreno elevado. LEE MÁS