金星上的巨型山脉或有助于解释奇异的云层

4,500 米山脉在奇异的“阿芙罗狄蒂喷泉”现象中将含水云向上推升

Venus

金星的大气层几乎完全由二氧化碳组成,造成了比地球更极端的温室效应。

新的研究表明,金星阿芙罗狄蒂高地地区的山脉可能会引发在该行星令人难以忍受的大气层顶部附近观测到的奇怪天气模式。

金星的平均表面温度为华氏 860 度(摄氏 460 度),是太阳系中最热的行星。金星的大气层几乎完全由二氧化碳组成,造成了比地球更极端的温室效应。除了吸收热量和阻挡光线外,覆盖这颗行星的厚厚云层也使得科学家们难以研究其表面。

研究人员利用欧洲航天局 (ESA) 的金星快车卫星的观测数据,以及从 SPICAV(金星大气特征调查光谱仪)收集的数据,深入研究了这颗行星厚厚的云顶层,以更好地了解其下的地形。[金星照片,神秘的邻近行星]


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欧洲航天局官员在一份声明中写道,与以每秒约 3 英尺(每秒 1 米)的速度沿着金星表面缓慢移动的地面云层相比,在行星大气层上部(地表以上 30 至 45 英里(50 至 70 公里)之间)看到的厚厚云层会经历更极端的天气。例如,这些云顶的温度急剧下降到大约零下 94 华氏度(零下 70 摄氏度),并且风速比金星自身旋转的速度还要快,这种现象被称为超自转。

在调查金星奇怪多云的天气时,研究人员特别研究了风的循环速度、行星云顶的亮度以及它们储存了多少水,根据6 月 30 日发表在《地球物理研究杂志:行星》上的新研究。新发现表明,位于金星赤道附近的 15,000 英尺高(4,500 米)山脉阿芙罗狄蒂高地上的云层比附近的其他云层含有更多的水蒸气。

研究人员推测,这种现象——随后被称为“阿芙罗狄蒂喷泉”——是低层大气中富含水的气体被推升到山脉上方的直接结果,从而产生了所谓的重力波

新研究的主要作者、法国大气、环境、空间观测实验室的研究员让-卢普·贝尔托在声明中说:“尽管名称[相似],但这些与时空中的涟漪引力波无关。相反,重力波是一种大气现象,我们经常在地球表面的山区看到。粗略地说,当空气在崎岖不平的表面上波动时,它们就会形成。然后,这些波会垂直向上传播,幅度越来越大,直到它们在云顶下方破裂,就像海岸线上的海浪一样。”

当这些重力波在阿芙罗狄蒂高地上方破裂时,它们会减缓周围区域观测到的原本快速移动的高空风。在阿芙罗狄蒂高地的下游,这些风又恢复了速度;根据声明,这种运动“就像一个空气泵”,将富含水的气体推到行星云层的顶部。根据这项新研究,这在山脉上方产生了观测到的“喷泉”效应。

金星令人费解的大气层

金星的表面不仅比地球热得多,而且这颗行星的地狱般的大气层也干燥得多——尽管它的上层云层下确实包含一些水蒸气。

此前,研究人员发现,金星的上层大气层包含被称为紫外线吸收剂的神秘条纹,这些条纹会吸收蓝色和紫外线的波长,并在加热行星方面发挥关键作用。

然而,这项新研究表明,这些不同寻常的大气特征形成于行星云顶之下,并且除了携带富含水的气体外,在阿芙罗狄蒂高地附近观察到的风循环模式还将吸收紫外线的物质向上输送通过金星的云顶。欧洲航天局官员在声明中解释说,这表明在金星云顶中发现的这种物质和水的含量“在行星赤道周围的特定地点得到强烈增强”。

欧洲航天局金星快车项目科学家哈坎·斯维德姆在声明中说:“这无疑挑战了我们当前的通用环流模型。虽然我们的模型确实承认地形和气候之间存在联系,但它们通常不会产生与地形表面特征相关的持续天气模式。这是首次在金星上清楚地显示这种联系——这是一个重大成果。”

金星快车任务从 2006 年持续到 2014 年,当时探测器燃料耗尽并坠入这颗行星的致命大气层。从卫星在金星周围轨道上收集到的观测结果使研究人员能够研究该行星的长期天气模式。

斯维德姆补充说:“至关重要的是,更多地了解金星的环流模式可能有助于我们限制这颗行星神秘紫外线吸收剂的身份,从而使我们能够更全面地了解这颗行星的大气层和气候。”

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