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宇宙飞船揭示了由大气潮汐波维持的金星超级自转

宇宙飞船揭示了由大气潮汐波维持的金星超级自转

赤月飞船传回的图像揭示了金星大气自转速度远快于金星本身的原因。

由北海道大学堀内武史(Takeshi Horinouchi)领导的一个国际研究小组发现,这种超级旋转运动在赤道附近,太阳在昼面加热,在夜面冷却而形成的大气潮汐波维持着生命。然而,在更靠近两极的地方,大气湍流和其他类型的波有更明显的影响。这项研究发表在4月23日的《科学》杂志网络版上。

金星自转非常缓慢,绕其轴一周需要243个地球日。尽管金星自转非常缓慢,大气向西自转的速度是其行星自转速度的60倍。这种超级旋转随着高度的增加而增加,只需要4个地球日就可以绕着整个地球旋转到云层的顶部。快速移动的大气将热量从行星的昼侧输送到夜侧,从而减少了两个半球之间的温差。然而,自上世纪60年代超级自转被发现以来,其形成和维持的机理一直是个谜。Horinouchi说。

宇宙飞船揭示了由大气潮汐波维持的金星超级自转

Horinouchi和他的同事们从空间和宇宙科学研究所(账户,JAXA)和其它机构开发了一种新的、高度精确的方法来跟踪云层和推导出风速度图像提供的紫外和红外摄像机Akatsuki航天器,始于2015年12月金星的轨道。这使他们能够估计大气波和湍流对超级旋转的贡献。

该小组首先注意到,低纬度和高纬度之间的大气温度差非常小,因为如果没有跨纬度的环流,就无法解释这种差异。由于这种环流会改变风的分布并削弱超级旋转峰,这也意味着存在另一种机制来加强和维持观测到的风的分布。Horinouchi解释道。进一步的分析表明,这种维持是由热潮维持的。一种大气波,它是由白天和黑夜之间的太阳加热对比所激发的。提供了低纬度地区的加速度。早期的研究提出,大气湍流和热潮以外的波浪可能提供了加速度。然而,目前的研究表明,尽管它们在中高纬度地区起着重要作用,但它们在低纬度地区的作用与超级自转的弱减速相反。

他们的发现揭示了维持超级自转的因素,同时提出了一个有效地将热量输送到全球的双重循环系统:缓慢地将热量输送到两极的经向环流和快速地将热量输送到行星背面的超级自转。

我们的研究可以帮助更好地理解潮汐封闭的外行星上的大气系统,这些外行星的一侧总是面对中心恒星,就像金星有一个很长的太阳日一样。Horinouchi补充道。

阅读Venus’大气的自转速度远远快于它的表面,这是由于热潮汐的缘故。

引用:

金星大气层的超级旋转法国巴黎动力实验室(LMD/IPSL)的Sebastien Lebonnois;索邦大学的s。在法国巴黎;S. Lebonnois在巴黎,法国;法国巴黎PSL研究大学的S. Lebonnois;法国巴黎理工学院的S. Lebonnois;法国巴黎理工学院的S. Lebonnois;法国巴黎CNRS的S. Lebonnois说。

DOI: 10.1126 / science.abb2424

波浪和乱流如何维持金星的超级自转;气氛,”;日本札幌北海道大学的堀口武(Takeshi Horinouchi);武Horinouchi;Atsushi山崎;Shin-ya村上;哈维尔·佩拉尔塔;Masato中村;佐藤武彦(Takehiko Satoh)就职于日本相模原市的日本宇宙航空研究开发机构;日本神户大学的林义之;Shigeto渡边;日本北海道信息大学的Takao M. Sato;日本千叶理工大学的Manabu Yamada;日本东京国家先进工业科学技术研究所的Toru Kouyama;Makoto田口;日本东京立教大学的福原哲也;日本京都产业大学的Masahiro Takagi;日本Hikone市滋贺大学的Kazunori Ogohara;威斯康星大学麦迪逊分校的Sanjay S. Limaye;日本东京大学的Takeshi Imamura;Masato中村;日本东京高级研究研究生院(SOKENDAI)的Takehiko Satoh说。

DOI: 10.1126 / science.aaz4439

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