Климатические зоны на Плутоне

Климатические зоны Плутона, выделенные на основе астрономических циклов. Зоны представлены на трёх панелях для каждого из доминирующих сезонных эффектов. Карта, полученная аппаратом Новые Горизонты, представлена для справки[1]

Тропики на Плутоне определяются как диапазон широт, на которых Солнце может достигать зенита хотя бы один раз за орбитальный период Плутона. В настоящее время тропики простираются от 60°N до 60°S, поскольку современное значение наклона равно 120°[1]. Однако, когда наклон орбиты становится равным 103°, тропики простираются от 77°N до 77°S. В этот период тропический пояс покрывает большую часть поверхности малой планеты, что составляет около 97 % от полной поверхности[1]. В противоположность, когда наклон достигает максимального значения 127°, тропический пояс сжимается до минимального размера с 53°N до 53°S. В таком случае тропики покрывают только 80 % поверхности планеты. Поэтому большая часть планеты всегда находится в тропическом поясе. В этой области альбедо меняется сильнее всего[7][13].

Арктический пояс Плутона определяется как диапазон широт, в котором в летний сезон Солнце в какой-то период не погружается под горизонт, а в зимний сезон не поднимается над горизонтом. Постоянные арктические зоны простираются от 90°N до 37°N в северном полушарии и от 90°S до 37°S в южном полушарии. В целом два арктических региона покрывают около 40 % поверхности карликовой планеты[1]. Перманентные арктические области соответствуют распределению N₂ на поверхности[14]. Длительный период непрерывной зимы, обычно длящийся более века, соответствует перманентной арктической области в каждый орбитальный период Плутона на протяжении всего 2,8-млн цикла переменности наклонения[1].

Вследствие переменности наклона оси вращения Плутона арктические зоны также расширяются и сжимаются с периодом переменности наклона. При текущем наклоне оси вращения арктические зоны простираются от 30°N до 90°N в северном полушарии и от 30°S до 90°S в южном полушарии. Эти арктические зоны покрывают около 50 процентов полной поверхности Плутона. Максимальный диапазон по широте для арктических зон составляет от 13°N и от 13°S в стороны полюсов при наклоне оси вращения 103°. В такие моменты арктические пояса занимают около 78 % полной площади поверхности[11][15][16].

Суточная климатическая область Плутона определяется как диапазон широт, при котором в течение всего года каждые сутки происходит смена дня и ночи. Высокое среднее значение наклонения и большой период колебаний оси приводит к тому, что узкая полоса широт испытывает колебания. Суточная зона является наименее широкой при наклоне (минимум) 103°, что было около ~0.8 миллионов лет назад. Это полоса от 13°N до 13°S, простирающаяся на равное расстояние от экватора, называемая постоянной суточной зоной. Она занимает 22 процента от полной площади поверхности малой планеты. В каждый период вращения Плутона вокруг своей оси, равный 6,4 земных суток, в точках этой области наблюдается восход и заход Солнца[1].

В настоящее время суточная область простирается от 30°N до 30°S и занимает около 50 % полной площади поверхности планеты при современном угле наклона оси вращения 120°. По мере изменения наклонения, при его увеличении суточная область расширяется до максимума, при этом располагаясь от 37°N до 37°S (покрывает около 60 % площади поверхности), такова будет ситуация через ~0,6 млн лет. Морфология этой области характеризуется почти равной шириной тёмных экваториальных полос, также в этой климатической зоне наблюдается наиболее сильный контраст альбедо[7][17].

Зона тропической арктики соответствует области, в которой перекрываются тропическая зона и арктическая. Уникальная климатическая область возможна только при углах наклона оси вращения от 45° до 135°. Поскольку наклон оси вращения Плутона варьируется от 103° до 127°, то на Плутоне всегда есть такая область. При этом в ней расположена большая часть поверхности Плутона[1]. Область простирается от 13°N до 77°N и от 13°S до 77°S. В таком широтном диапазоне область покрывает 75 % полной поверхности планеты. Поскольку протяжённость тропических и арктических зон меняется в течение периода вариации угла наклона оси вращения, то и зона тропической арктики также расширяется и сжимается. Только диапазон от 37° до 57° в каждом полушарии остаётся устойчивым на протяжении всего периода вариации наклонения. Этот диапазон называют зонами постоянной тропической арктики (примерно 20 % площади поверхности)[1].

Максимальная протяжённость тропических арктических зон соответствует диапазону от 13° до 77° по широте в обоих полушариях (покрывает 75 % полной поверхности). При современном наклоне в 120° тропическая арктическая зона простирается от 30°N до 30°S и покрывает 50 % площади поверхности Плутона. В этой области достигаются наибольшие колебания в течение цикла[18].

Полярные области на Плутоне являются областями, в которых Солнце не достигает зенита, то есть точки строго над головой, в любой момент орбитального периода Плутона и цикла переменности наклонения. Полярные области имеют радиус 13° относительно каждого полюса[1]. В этой области климат всегда арктический и никогда не становится тропическим. Всего полярные зоны занимают около 3 процентов всей поверхности. В области от 77° до 90° находится зона постоянного полярного климата. Здесь зима и лето длятся наиболее долго[1]. Максимальная протяжённость полярных областей может достигать от 53°N до 90°N и от 53°S до 90°S при площади около 20 % от полной площади поверхности Плутона. В настоящее время полярная область простирается от 60° до 90° в обоих полушариях (13 % площади поверхности малой планеты). Крупнейший спутник Плутона, Харон, также обладает полярной зоной, состоящей из полярной шапки[7][19].