新研究称,土星的极地气旋以小雷暴为食

2022-05-22 / 作者:猫咪资讯 / 来源:网络整理 / 阅读:834 /
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土星上巨大的极地飓风是一种令人困惑的现象,因为这颗气态行星缺乏酝酿这种飓风的必要成分。它表面的水体。根据麻省理工学院摩根·奥尼尔博士领导的新研究,答案可能是一种叫做“贝塔漂移”的东西。行星自转导致小雷暴向两极漂移的现象。卡西尼号宇宙飞船最近向科学家们提供了第一张围绕土星北极旋转的......

土星上巨大的极地飓风是一种令人困惑的现象,因为这颗气态行星缺乏酝酿这种飓风的必要成分。它表面的水体。根据麻省理工学院摩根·奥尼尔博士领导的新研究,答案可能是一种叫做“贝塔漂移”的东西。行星自转导致小雷暴向两极漂移的现象。

Cassini spacecraft has recently provided scientists the first close-up, visible-light views of a behemoth hurricane swirling around Saturn’s north pole. The hurricane’s eye is about 1,250 miles (2,000 kilometers) wide, 20 times larger than the average hurricane eye on Earth. Image credit: NASA / JPL-Caltech / SSI.

卡西尼号宇宙飞船最近向科学家们提供了第一张围绕土星北极旋转的巨型飓风的特写可见光视图。飓风眼宽约1250英里(2000公里),比地球上平均飓风眼大20倍。图片来源:美国宇航局/JPL-加州理工学院/ SSI。

“在被观测到之前,我们从未考虑过在极点上形成气旋的可能性。直到最近,卡西尼号才给了我们如此巨大的观察财富,这使得它成为可能,直到最近,我们才不得不思考为什么会发生极地气旋,”奥尼尔博士说。

在他们的研究中,奥尼尔博士和合著者开发了一个土星大气模型,并模拟了随着时间的推移,在整个行星上形成的多个小雷暴的影响。

最终,他们观察到,随着时间的推移,多个雷暴经历了β漂移,并最终积累了足够的大气环流,在两极产生了一个更大、更长时间的飓风。

“每一场风暴在爆发和消亡之前都有一点β漂移。这种机制意味着,长时间的小雷暴实际上可以在南极积累如此多的角动量,以至于你会得到一个永久的、极其强大的气旋,”奥尼尔博士说。

科学家们发现,气旋是否发展取决于两个参数:行星的大小相对于其上平均雷暴的大小,以及其大气中有多少风暴引发的能量。

考虑到这两个参数,他们预测,拥有类似极地热点的海王星应该会产生短暂的极地气旋来来去去,而木星应该没有。

“土星的每一极都有强烈的气旋。模型成功地解释了这一点。木星似乎没有像土星那样的极地气旋,但是木星没有土星那样倾斜,所以我们不能很好地看到两极。因此,木星上显然没有极地气旋仍然是个谜,”加州理工学院的安德鲁·英格索尔教授说,他没有参与这项研究。

该团队的模型发表在《自然地球科学》杂志上,最终可能被用于测量太阳系外行星的大气条件。

例如,如果科学家在遥远的系外行星上探测到一个类似气旋的热点,他们可能能够估计整个行星上的风暴活动和一般大气条件。

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由于潮湿对流在巨型行星大气中形成极地涡旋。《自然地球科学》,2015年6月15日在线出版;doi: 10.1038/ngeo2459


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