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我在微博发过的,但那里没有天文爱好者,转发一下~第一篇木星天 我在微博发过的,但那里没有天文爱好者,转发一下~ 第一篇 木星天气系统的动力学分析 木星——太阳系自内而外第五颗行星,巨大的气态行星,直径大约14万公里(地球1万2左右),有着平行于赤道的棕红色和白色条纹,红色或白色的斑点,这些条纹是木星上的盛行风带,由木星自转产生,斑点是巨大的气旋(即风暴),条纹交界处还有大量湍流和扰动,揭示了木星有复杂而激烈的天气系统。(图1) 图1 我一直好奇,木星上的红棕色和白色云带、红棕色和白色斑点分别是什么物质怎样形成的,木星云层下面是什么样子的,结合NASA的朱诺木星探测器传回的高清照片揭示的惊人细节和以前旅行者号传回的化学成分等信息,我们终于可以分析出比较靠谱的答案了。 分析木星天气系统之前,首先需对木星主要化学成分和物理特征进行一些说明。木星主要由氢和氦组成,其液态氢海洋的上面(海洋只是比喻说法,木星并没有陆地)是厚达数千公里的大气,大气主要成分是82%的氢气、17%的氦气(体积比),和其他加起来占1%左右的氨、硫化物、磷化物、甲烷等,水蒸气的含量微乎其微。科学家发现,木星自身放射出能量比其从太阳处获得能量高2.5到3倍,意味着木星有自己的能源。由于木星体积和质量并没有大到足以启动中心核聚变反应,据推测,木星自产的能量来自于行星收缩(开尔文-赫尔姆霍兹原理,大质量天体在自身重力下收缩,势能转变成热能。就像我们用打气筒压缩气体时会发热那样)。正因为木星有自身的热源,才使其大气中有比地球上剧烈得多的气旋活动。我们知道,地球上的热带风暴、台风,都是以海洋吸收的太阳热量为能源的,因此登陆以后会迅速减弱。(水的比热容远比岩石大,是良好的储热材料)而在木星上,木星自身发热,因此木星上的气旋风暴能够获得更加充分和持久的能量,其烈度也更大得多。 有了这些基础知识以后,终于可以分析木星天气系统——它那迷人的条纹和斑点是怎样形成的了。(大图细节非常明显,用电脑观看比手机效果更佳)
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