外星飓风:其他行星也有巨大的风暴

飓风艾琳是地球上的一场巨型风暴。但与木星和土星上的巨大旋风相比,它只是个小儿科

以地球标准衡量,飓风艾琳是一场巨型风暴。但与木星和土星上的巨大旋风相比,它只是个小儿科。

我们的星球并不是太阳系中唯一拥有巨大类飓风风暴的星球。例如,气体巨行星木星和土星会产生比整个地球还大的旋转风暴。科学家们说,虽然这些风暴的能量来源不是像地球飓风那样的温暖海水,但在很多方面它们是相似的。

“当然存在比地球飓风更大的,带有雷电和降雨的风暴,”加州理工学院的大气科学家安德鲁·英格索尔说,他是美国宇航局卡西尼号土星探测任务的研究员。“而且更猛烈——这些行星上的风也更强。” [照片:太阳系中最强大的风暴]


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巨行星,巨型风暴

飓风艾琳在今天(8月26日)袭击美国东海岸时,宽度约为 600 英里(966 公里)。

这既大又可怕,但与我们太阳系气体巨行星上的风暴相比,就相形见绌了。英格索尔说,木星的大红斑——已经持续肆虐至少 180 年——可以容纳两个完整的地球。

而在 12 月,土星上爆发了一场宽度约为 6,200 英里(10,000 公里)的雷暴。这场被称为大白斑的风暴仍然强劲,它的一些云层已经环绕了这个环状行星。[十大极端行星事实]

大白斑也像地球上的雷暴一样产生大量闪电。

“我们可以在夜晚看到闪电,我们可以听到闪电的无线电静电,”英格索尔告诉 SPACE.com。“闪电中的能量比地球上的闪电强得多。”

此外,去年,天文学家在海王星南极发现了一个数千英里宽的旋风。海王星的风暴类似于几年前在土星南极发现的旋转风暴,后者甚至有一个发育良好的风眼,就像地球上的飓风一样。

但是土星极地涡旋比地球上发现的任何飓风都大得多。仅它的风眼直径就约为 2,500 英里(4,000 公里);典型的地球飓风的风眼可能只有 2 或 3 英里宽。

能量和水分

在地球上,飓风从温暖的海水中获得能量。

热带或亚热带海洋上空温暖潮湿的空气上升,导致其下方形成低气压区。高压空气涌入以填补空隙。但是那里的空气很快也会变暖、变湿并上升。随着这种模式的重复,一场巨大的漩涡风暴就诞生了。

木星和土星没有海洋,因此它们的旋转风暴不是严格意义上的地球“飓风”。但英格索尔说,类似的物理过程孕育了它们。[照片:太阳系中最大的行星木星]

“热量产生浮力;热空气上升,”英格索尔说。“热量还会导致水分蒸发,当水分凝结并形成雨时,就会释放能量。因此,能量和水分。”

地球飓风的大部分能量最终来自太阳。但这可能并非木星和土星的情况,它们比地球离我们的恒星远得多。

“它们太大了,以至于仍然保留了一些形成时的热量,”英格索尔说。“因此它们有自己的内部热量,可以产生这些巨大的风暴。”

他补充说,水分需求解释了为什么巨大的类飓风风暴似乎不会发生在金星或火星上。

“巨行星在云层下方有水分,”英格索尔说。“但是金星没有。金星像骨头一样干燥,又热又干燥。这无法比较。火星又冷又干燥。”

土星风暴之谜

土星的大白斑往往每隔几十年爆发一次,打破长期的平静和静止。科学家们仍然不确定为什么巨行星上的一些风暴会如此巨大,如此不频繁。

“由于某种原因,它们长期储存能量,然后在一次猛烈的巨型风暴中释放出来,”英格索尔说。“它们本不必那样发展;它们可以时不时地释放出一点小能量。但它们没有那样做。”

他希望卡西尼号能够帮助解决这个问题——这只是科学家们在试图了解其他行星上的天气系统时正在努力解决的众多问题之一。

“我们目前正在研究这场巨大的土星风暴,正是考虑到这个问题,”英格索尔说。

 

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Mike Wall has been writing for Space.com since 2010. His book about the search for alien life, “Out There,” was published on Nov. 13, 2018. Before becoming a science writer, Michael worked as a herpetologist and wildlife biologist. He has a Ph.D. in evolutionary biology from the University of Sydney, Australia, a bachelor’s degree from the University of Arizona, and a graduate certificate in science writing from the University of California, Santa Cruz.

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