探究木星上倒海翻江的大气狂潮是怎么形成的

哈喽大家好，今天小编要和大家探讨的就是有关于木星上为什么会有大气狂潮的问题。说到木星，想必大家都不会太过陌生，它是太阳系的八大行星之一，在木星上除了有许多我们暂未了解的谜团，也有着许多神奇的景观。“旅行者”到木星近前考察，就亲眼“看”到了气势磅礴的大气。可以说，激烈运动与漂亮的色彩构成了木星大气的两大特色。那里不仅“云潮滚滚，气海涛涛”，而且“五彩缤纷，绚丽多娇”。木星大气的这种壮观景色，令人叫绝。“旅行者——1号”饱览木星大气期间，在二十多个小时内拍下了许多彩照。除了大红斑最突出的特征外，还展现了木星大气其他部分的风貌。这里有白色、橙色、黄色的条纹，它们与大红斑一起构成了木星非常美丽的彩衣。而大气的运动恰似彩带在飘舞，其条纹的形状也随之不停地变化。从中可以看出，木星大气的紊流非常明显，这种湍动体现出木星大气极其复杂的动力学机制。

以美国亚利桑那大学天文学家诺尔为首的观测小组，用夏威夷莫纳克亚3.8米红外望远镜，在木星与土星红外光谱的4.7微米波长附近检测到了三氢化砷气体的强吸收线。这是在木星发现绪10年之后，首次在该行星发现新元素砷，它成为迄今在木星、土星上所发现的第八种元素。三氢化砷本来是一种存在于大气下层的较重分子，当它们浮上云顶以后，由于受到太阳紫外线的照射而分解，但又不断能够得到补充。测出这类分子及其在大气中的含量，将有助于揭开木星下层大气的化学与动力学机制。虽然在木星与土星大气中探测到的三氢化砷含量微乎其微，但科学家们指出，只要观测到巨行星有砷存在，就表明它们的深层大气可以从底层翻到上层，其上下层大气是处于不断混搅的运动状态的。

诺尔小组的发现还为揭开木星、土星等外行星的形成之谜提供了证据。他们的检测结果是，木星的砷与氢含量比率超过太阳的1.5倍，而土星则超过4倍。此外，这两颗行星的磷-氢含量比也相当高。从其大气中所含的砷、磷等“岩石元素”高这一事实可以看出，它支持了外行星形成的“内核不守恒”模型。该模型是说，外行星最初并不是直接从太阳系原始星云里凝集成的，而是先由石质星子聚集成比地球大10~20倍的内核，再吸引以氢为主的星云气体，然后渐渐形成了巨行星。这一模型还预言，土星大气中的重元素比率应高于木星，因为土星的质量比木星小，它无力吸住像木星那样多的气体，对此，诺尔小组的观测结果也提供了有力的证据。

交叉出现的东风和西风是木星大气的显著气象特征。这种东风与西风赖以形成的能量是涡流，这一点同地球大气非常相似。在地球大气中，不论向西吹的低纬风，还是向东吹的中纬风，它们的能量都是由离开赤道的涡流提供的。为木星涡流提供能量的机制是，它的大部分是靠太阳所供的热来维持的，就是从赤道到两极的温度梯度的维持靠的也是太阳。除了外部以外，木星本身也在不断地提供能量，其中部分是由恒星星云凝聚而形成行星时遗留在其内部的能量提供的。有人还推测，木星将来可能从行星演化成恒星。据估测，木星所释放的能量有一半以上来自本体的内部。一般地说，只有当星体内核温度至少不低于K时，星体才有能力放出如此强大的热辐射流。木星内部释放能量，主要以对流形式为主。此外，对周围空间的热辐射，则主要通过较稀薄的大气表层来进行。同地球相比，木星上的平均风速和涡流速度都比较大。就上述两行星的单位面积而言，动能由涡流转移到东风或西风的速率，木星比地球大10倍；但就热能转换成风动能的速率而言，地球则要比木星大20倍。由于木星比地球要寒冷得多，这就使它把热能转换成风动能的速率大大低于地球。

在“旅行者”探测木星以后，地面的观测一直在进行。年，苏联哈萨克的科学家就曾宣布，根据他们的研究成果，在木星极区的平流层，至少发现两个神秘的气溶胶层。他们的观测工作的负责人是国际天文学联合会第十八届行星和卫星物理委员会主席、哈萨克科学院天体物理研究所月球和行星物理实验室的负责人维克托·捷伊费利博士。观测是在天山北部阿拉木图附近的一座天文台上进行的。那里的海拔高度为米左右，适于进行观测。捷伊费利等指出，大行星大气的上层罩着神秘的“面纱”，它们的成分主要是各种碳氢化合物。其中，木星的含碳量比太阳和其他天体多1~2倍。由于处于寒冷的环境，其气溶胶层中的某些部分已凝结在一起。这层独特的覆盖物，可能是由坠人大气层的陨星崩溃而造成的。也可能是类似于在太阳紫外线的辐射与带电字宙粒子流作用下所发生的这类特殊的化学反应所造成的。“旅行者”的探测还告诉我们，木星大气对流层顶的大气压很低，一般都在0.2个大气压以下。另外，木星南部高层的温度比北方高层的要低，这种南北不同纬度间的气温变化似乎表明，这颗行星可能也有“季节”。

木星大红斑有不少陪衬物，大气中的三个色白如雪的云团就是其中的一部分。它们呈椭圆形，面积相当于月亮。这些云团是什么？怎样形成的等等，这一切，在科学家头脑中还是一团团迷雾，甚至可以说是一片片空白。在木星的大气中，有时飘忽着奇异的光斑，有时还闪烁着迷人的亮点，它们好似莹莹灯火，分外迷人。根据科学家的研究和推断，这些亮斑很可能是木星的闪电。他们对闪电的兴趣颇浓，因为闪电被认为是促成生命的媒因。木星的大气主要由氢、氦和碳等元素构成，还有少量的氧和铁。此外还发现，它的大气不断地向外散失着硫。

综观木星的大气，表面看起来“很乱”，但实际上它却有自己的运动机制，在一定程度上说它是“有序”的。虽然已有4个探测器考察了木星，但它的大气之谜还远远没有被揭开，在宇宙中也还有更多的未解之谜等待着我们去探索。好了，今天有关木星大气狂潮的探讨就到这里了，我们下次再见。

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