С учетом нелинейной зависимости темпов переноса песка и пыли от скорости ветра, есть только одна возможность объяснить необычную ориентацию дюн – необходимо допустить возможность эпизодических сильных порывов ветра, дующих с запада на восток. Насколько это реально?

На высоте, превышающей 5 км над поверхностью, и на любой широте тропосфера Титана охвачена суперротацией с быстрыми западными ветрами (дующими на восток). Однако тропосферная циркуляция воздуха у поверхности ограничена слоем в 2 км – иначе говоря, сухая конвекция происходит только в нижнем слое атмосферы толщиной в 2 км и не достигает зоны быстрых ветров, начинающейся на высоте 5 км.

Подобно водному циклу на Земле, погода на Титане определяется метановым циклом, сопровождающимся образованием метановых облаков. В экваториальной области Титана эти облака редки и обычно отсутствуют большую часть года. Однако во время равноденствия глобальная циркуляция приводит к переносу значительных масс метана к экватору, что, в свою очередь, запускает глубокую конвекцию. В периоды около равноденствия на снимках «Кассини» в экваториальной области Титана были обнаружены тропические кучевые облака, чьи верхушки достигали высот от 10 до 30 км. Наблюдающиеся штормовые системы охватили значительную долю экваториальной области спутника, в одной из них были зафиксированы метановые ливни.

На Земле шторма часто сопровождаются резкими порывами ветра у самой поверхности. 

14 апреля 2015 года в Архиве электронных препринтов появилась статья, посвященная моделированию профилей ветров в экваториальной области Титана в обычный период и во время метанового шторма. В модели полностью учитывалась микрофизика образования облаков (конденсация, таяние, замерзание и испарение метановых капель). В качестве начальных условий исследователи использовали температурный профиль атмосферы Титана, полученный спускаемым аппаратом «Гюйгенс». Модель полностью воспроизвела сильные порывы западных ветров, скорость которых превышала 10 м/сек. 

Точный химический состав частиц песка, слагающих дюны Титана, пока не известен. По расчетам, легче всего перемещаются песчинки размерами около 300 мкм, их сдвиг становится возможным при скорости ветра уже в 0.04 м/сек, что соответствует скорости ветра 0.9 м/сек на высоте 35 м над поверхностью. В Глобальной климатической модели Титана скорость ветра на высоте 35 м над поверхностью обычно не превышает 0.5 м/сек и никогда не достигает 1 м/сек. Таким образом, господствующие ветра на Титане обычно не в состоянии обеспечить перемещение частиц песчаных дюн. Ветры, дующие на запад, оказались способны перемещать песчинки только в течение 0.06% времени.

Совершенно другая картина складывается во время метановых штормов. Резкие порывы ветра эффективно переносят песок в восточном направлении. Однако скорость перемещения дюн высотой ~100 м и шириной 2-3 км все равно оказывается очень низкой – в среднем 3 мм в год. Интересно, что порывы ветра до 10 м/сек могут перемещать даже камешки 1-5 см в диаметре (пороговое значение скорости при этом оказывается равным 4-9 м/сек на высоте 35 м).

Источник: http://arxiv.org/pdf/1504.03404.pdf