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重力波导致木星的赤道急流改变航向:NASA

时间:2023-01-15 14:35:07 来源:

美国宇航局的科学家说,由于重力波的作用,一股急流在木星赤道上空的大气层中飞驰,几乎按时间表改变了它的路线。土星和地球上也发现了类似的赤道急流,2016年初,通常风模式的罕见破坏使天气预报变得复杂。

研究人员将木星大气模型与美国宇航局红外望远镜设施(IRTF)五年来的详细观测相结合。这些发现可以帮助科学家更好地理解木星和其他行星的动态大气,包括太阳系以外的行星。

美国美国宇航局戈达德太空飞行中心的博士后里克·科森蒂诺说:“木星比地球大得多,离太阳远得多,旋转速度快得多,成分也非常不同,但它是理解赤道现象的绝佳实验室。”

地球赤道急流是在观测者看到1883年喀拉喀托火山爆发的碎片被平流层中的西风携带后发现的。后来,气象气球记录了平流层中的东风。科学家们最终确定,这些风有规律地逆转航向,这两种情况都是同一现象的一部分。

交替模式从平流层下部开始,向下传播到与对流层的边界,即大气的最低层。东向相位与较暖的温度有关,西向相位与较冷的温度有关。木星的周期被称为准四年振荡(QQO),它大约持续地球四年。

研究人员对这些模式有了大致的了解,但仍在研究各种类型的大气波对驱动振荡有多大贡献,以及这些现象彼此有多相似。

以前对木星的研究通过测量平流层的温度来推断风速和方向来确定QQO。新的一组测量是第一次跨越QQO的一个完整周期,覆盖木星更大的面积。

“这些测量能够探测木星大气的薄垂直切片,”艾米·西蒙说,他是戈达德的一名科学家,专门研究行星大气。西蒙说:“以前的数据集分辨率较低,所以信号基本上在大气的很大一部分被掩盖了。”

研究小组发现,赤道喷流延伸到木星的平流层中相当高。由于测量覆盖了很大的区域,研究人员可以消除几种大气波对QQO的主要贡献,留下引力波作为主要驱动力。

他们的模型假设重力波是由低层大气中的对流产生的,并传播到平流层,在那里它们迫使QQO改变方向。模拟结果与新的观测结果非常吻合,表明它们正确地识别了机制。

在地球上,重力波被认为是最有可能迫使QBO改变方向的原因,尽管它们似乎不足以单独完成这项工作。

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