1. Observational evidence for active dust storms on Titan at equinox
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Clément Narteau, Roger N. Clark, Benjamin Charnay, T. Appéré, S. Courrech du Pont, Jason M. Soderblom, Thomas Cornet, B. J. Buratti, J. Bow, G. Vixie, Jasper F. Kok, Jason W. Barnes, Ralf Jaumann, Philip D. Nicholson, Mathieu Hirtzig, Pascal Rannou, S. Le Mouélic, Olivier Bourgeois, Jani Radebaugh, L. Maltagliati, Ralph D. Lorenz, Kevin H. Baines, Sebastien Rodriguez, Robert H. Brown, Christophe Sotin, Antoine Lucas, S. Rafkin, Caitlin A. Griffith, Katrin Stephan, Athena Coustenis, Astrophysique Interprétation Modélisation (AIM (UMR_7158 / UMR_E_9005 / UM_112)), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7), College of Earth, Ocean and Atmospheric Sciences [Corvallis] (CEOAS), Oregon State University (OSU), Christ University, Bangalore, India, Department of Space Studies [Boulder], Southwest Research Institute [Boulder] (SwRI), University of Arizona, Laboratoire d'études spatiales et d'instrumentation en astrophysique (LESIA (UMR_8109)), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Department of Geological Sciences [BYU], Brigham Young University (BYU), Institut de Physique du Globe de Paris (IPGP), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-IPG PARIS-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Université de La Réunion (UR)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire de Planétologie et Géodynamique [UMR 6112] (LPG), Université d'Angers (UA)-Université de Nantes - Faculté des Sciences et des Techniques, Université de Nantes (UN)-Université de Nantes (UN)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Groupe de spectrométrie moléculaire et atmosphérique (GSMA), Université de Reims Champagne-Ardenne (URCA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Lunar and Planetary Laboratory [Tucson] (LPL), Department of Planetary Sciences [Tucson], University of Idaho [Moscow, USA], Matière et Systèmes Complexes (MSC (UMR_7057)), Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), DLR Institute of Planetary Research, German Aerospace Center (DLR), Faculty of Sciences [Lebanese University], Lebanese University [Beirut] (LU), John Innes Centre [Norwich], Laboratoire de Planétologie et Géodynamique UMR6112 (LPG), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Nantes - Faculté des Sciences et des Techniques, Université de Nantes (UN)-Université de Nantes (UN)-Université d'Angers (UA), Laboratoire de Météorologie Dynamique (UMR 8539) (LMD), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-École polytechnique (X)-École des Ponts ParisTech (ENPC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Département des Géosciences - ENS Paris, École normale supérieure - Paris (ENS Paris)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-IPG PARIS-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Université de La Réunion (UR)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire d'études spatiales et d'instrumentation en astrophysique (LESIA), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Observatoire de Paris, PSL Research University (PSL)-PSL Research University (PSL)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC), Jet Propulsion Laboratory (JPL), NASA-California Institute of Technology (CALTECH), École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), California Institute of Technology (CALTECH)-NASA, Université d'Angers (UA)-Université de Nantes - UFR des Sciences et des Techniques (UN UFR ST), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives - Laboratoire d'Electronique et de Technologie de l'Information (CEA-LETI), Direction de Recherche Technologique (CEA) (DRT (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Southwest Research Institute [San Antonio] (SwRI), Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory [Laurel, MD] (APL), Centre de Formation et de Recherche sur les Environnements Méditérranéens (CEFREM), Université de Perpignan Via Domitia (UPVD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre de physique moléculaire optique et hertzienne (CPMOH), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7), PSL Research University (PSL)-PSL Research University (PSL)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Lebanese University [Beirut], Laboratoire d'Electronique et des Technologies de l'Information (CEA-LETI), Université Grenoble Alpes (UGA)-Direction de Recherche Technologique (CEA) (DRT (CEA)), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Université de La Réunion (UR)-Institut de Physique du Globe de Paris (IPG Paris)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Astrophysique Interprétation Modélisation (AIM (UMR7158 / UMR_E_9005 / UM_112)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Perpignan Via Domitia (UPVD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1 (UB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and Matière et Systèmes Complexes (MSC)
- Subjects
Haze ,010504 meteorology & atmospheric sciences ,[SDU.STU.GP]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Geophysics [physics.geo-ph] ,Equator ,Equinox ,01 natural sciences ,Methane ,Astrobiology ,chemistry.chemical_compound ,symbols.namesake ,[SDU.STU.PL]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Planetology ,dust storm ,0103 physical sciences ,Radiative transfer ,Meteorology & Atmospheric Sciences ,[SDU.STU.GM]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Geomorphology ,[MATH]Mathematics [math] ,[SDU.ENVI]Sciences of the Universe [physics]/Continental interfaces, environment ,010303 astronomy & astrophysics ,ComputingMilieux_MISCELLANEOUS ,0105 earth and related environmental sciences ,[PHYS]Physics [physics] ,Storm ,Planetengeologie ,chemistry ,13. Climate action ,[SDU]Sciences of the Universe [physics] ,symbols ,General Earth and Planetary Sciences ,Aeolian processes ,Cassini ,Titan ,Titan (rocket family) - Abstract
Saturn’s moon Titan has a dense nitrogen-rich atmosphere, with methane as its primary volatile. Titan’s atmosphere experiences an active chemistry that produces a haze of organic aerosols that settle to the surface and a dynamic climate in which hydrocarbons are cycled between clouds, rain and seas. Titan displays particularly energetic meteorology at equinox in equatorial regions, including sporadic and large methane storms. In 2009 and 2010, near Titan’s northern spring equinox, the Cassini spacecraft observed three distinctive and short-lived spectral brightenings close to the equator. Here, we show from analyses of Cassini spectral data, radiative transfer modelling and atmospheric simulations that the brightenings originate in the atmosphere and are consistent with formation from dust storms composed of micrometre-sized solid organic particles mobilized from underlying dune fields. Although the Huygens lander found evidence that dust can be kicked up locally from Titan’s surface, our findings suggest that dust can be suspended in Titan’s atmosphere at much larger spatial scale. Mobilization of dust and injection into the atmosphere would require dry conditions and unusually strong near-surface winds (about five times more than estimated ambient winds). Such strong winds are expected to occur in downbursts during rare equinoctial methane storms—consistent with the timing of the observed brightenings. Our findings imply that Titan—like Earth and Mars—has an active dust cycle, which suggests that Titan’s dune fields are actively evolving by aeolian processes. Saturn’s moon Titan may have an active dust cycle in equatorial regions driven by storm winds, Cassini observations consistent with dust suspension in Titan’s atmosphere suggest.
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- 2018
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