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盘点太阳系壮观奇景 土星极地涡旋呈完美六边形

http://www.kexue.com 2013-03-27 09:21:36 新浪科技  发表评论

  金星是地球的近邻,科学家们很早就知道在其南极上空长期存在一个巨型气旋结构。而最新的一项研究显示这一气旋结构的复杂性和难以预测性可能远超此前的想象。这项研究工作对金星上空的这一结构进行了更为详尽的考察,有关结果发表在了3月24日出版的《自然·地球科学》上。

  金星拥有极为浓密的大气层,其主要成分是二氧化碳,这样的结果是在其近地表附近的大气压强高达90倍地球标准大气压,另外其地表的温度也是高的惊人,达到450摄氏度,连铅都能被熔化。金星的自转非常缓慢,金星上的一天相当于地球上的243天,但是金星的大气气流流动却快的惊人,达到360公里每小?保恍枰?4天时间便可以绕金星运动一周。此前的卫星观测已经发现在金星的南北两极上空都存在拥有两个中心的S状涡旋结构。

  金星的极地涡旋是一个存在于金星两极地区上空的巨型气旋结构。观察显示几乎任何一个拥有可观大气层的太阳系行星或卫星都能在其极地地区上空形成此类结构,其中包括地球。这种气旋结构与行星大气相互作用,产生长期的混沌结构。这样的结果,至少在地球上,会对气候环境塑造以及臭氧层缺失机制产生重要影响。

  由于金星并非太阳系中唯一一颗拥有剧烈大气动荡的行星,以下这一图集对行星大气中的涡旋结构进行一次粗略的盘点:

  1 土星上的六边形

  这是土星北极上空的极地涡旋,它一个最让人惊奇的特征便是它不规则的外形:它看上去几乎就是一个完美的六边形。正如这张由卡西尼探测器在红外波段拍摄的照片所展示的那样,这一结构几乎从土星北半球北纬78度附近一直延伸开来。这个巨大六边形的每一边边长都在1.38万公里左右,这稍稍超越了地球的直径。在土星南极上空同样存在一个涡旋结构,但是那个涡旋就没有显示这种奇特的六边形形状。

  2 混沌的金星涡旋结构

  借助欧洲空间局的金星快车探测器,天文学家们得以对金星南极地区上空的涡旋结构开展仔细观察。这一几乎是永久性的涡旋结构高度约20公里,这一高度超过地球上最高的山峰——珠穆朗玛峰海拔高度的两倍以上。观察显示这一巨型气旋在金星极地地区上空做紊乱运动。科学家们已经找出了这一涡旋结构围绕运转的两个中心,这两个中心位于不同的高度上,它们相互之间独立运动,并不显示特定的模式。这样的情况和其它行星上的不同,以地球为例,这种极地涡旋结构要比金星上的情况稳定得多。

  这里呈现的一系列图像展示的是金星南极地区上空不断发生改变的涡旋结构。上栏展示的是63公里高度上金星云层的每日变化情况,下栏所展示的则是42公里高度上金星云层的每日变化情况。

  3 土星之眼

  土星的极地涡旋结构可能是整个太阳系中最为狂暴的。这张照片由美国宇航局卡西尼探测器拍摄。

  4 地球的极地涡旋

  地球也有两个基地我选结构,分别位于南极和北极上空,深度跨越地球的对流层和平流层。这种涡旋结构在冬季达到最大强度,从而让西向盛行风来势凶猛。在北极地区,这一巨大极地涡旋的中心位置位于俄罗斯西伯利亚东北部地区以及加拿大海岸外巴芬岛上空。

  在南极地区,极地涡旋结构相比北极地区要稳定的多,期旋转中心位于南极罗斯冰架附近。大气中的氮氧化物与氯氟烃物质相互作用,造成南极地区上空臭氧层的严重损失,乃至形成臭氧层空洞。

  5 木星的北极涡旋

  这是美国宇航局卡西尼探测器于2000年飞越木星附近时拍摄的图像,照片中可以看到一个地球大小的木星北极涡旋结构。

  6 火星上的小型涡旋

  尽管火星的大气层非常稀薄,然而火星极地仍然可以出现一些小型的涡旋结构,比如在这张1999年哈勃望远镜拍摄的图像上的这张。这一涡旋悬浮于火星北极地区上空,直径超过1600公里。看上去这一系统中所含的沙尘较少,因此很有可能是由水汽成分形成的。

  7 土卫六大气涡旋

  甚至一些太阳系中的卫星也能拥有涡旋系统。这里所展示的是土星最大的卫星——土卫六的极地涡旋。这张照片上所展示的这一涡旋结构存在于土卫六南极地区上空。该涡旋结构形成于2009年,当时正值土卫六逐渐迎来初冬。(晨风)

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