Полосы на Юпитере - результат стабильной атмосферы

по материалам Space.com
Источник: ROL

Старая шутка говорит: если тебе не нравится погода, подожди минутку. Хотя, на самом деле, это действительно отражает крайне изменчивый характер погоды на нашей планете. В то же время на Юпитере атмосферные процессы намного стабильнее, и последние исследования позволили проникнуть в механизм этих явлений.

Пояса облаков на Юпитере сохраняются годами и вращаются вокруг планеты со скоростью 480 км/ч. Штормы, перед которыми земные ураганы покажутся лишь легким ветерком, могут бушевать десятилетиями.

Последние исследования позволили ученым разобраться в том, каким образом на Юпитере и других крупных газовых планетах появляются скопления облаков. Чтобы понять эти причины, полезно сначала взглянуть на процессы, происходящие на Земле.

На нашей планете ветры и штормы возникают под действием солнечной энергии при неравномерном нагревании воздуха, суши и океана. Теплый воздух поднимается вверх, холодный - оседает. В атмосфере образуются слои и локальные области с различной температурой. Разница температур приводит к разнице давлений, и воздух устремляется из области высокого в область низкого давления, создавая ветер.

Солнечная энергия быстро рассеивается в турбулентной атмосфере Земли. Локальные воздушные области отдают тепло, соприкасаясь друг с другом и поверхностью. Крупные скопления облаков не могут сформироваться, поскольку энергия не накапливается в одном месте. Вместо этого мы имеем солнечное утро, сильный ветер днем, дождь ночью, то есть постоянно меняющуюся погоду.

Ветры на Юпитере также возникают под действием Солнца, хотя он находится намного дальше от Солнца и получает лишь 4% энергии по сравнению с Землей. Однако Юпитер не имеет поверхности, по крайней мере, там, где развиваются видимые нам облака.

Новые исследования показали, что характеристики вращения планеты и ее относительно низкая атмосферная турбулентность играют более важную роль в процессе образования ветров, чем солнечная энергия. Чем дальше планета от Солнца, тем менее турбулентна ее атмосфера, тем менее интенсивно происходит теплообмен между соседними областями и рассеивается меньше энергии.

В тонкой атмосфере больших планет физические процессы таковы, что энергия из отдельных мелких областей переносится в более крупные и скапливается затем в глобальные воздушные структуры - зональные потоки. Эти потоки и являются поясами облаков, которые можно разглядеть даже в небольшой телескоп. Соседние потоки движутся в противоположных направлениях. Их цвет может слегка отличаться в зависимости от химического состава.

Сатурн и другие газовые планеты также имеют зональные потоки. Энергия потоков зависит от угловой скорости вращения планеты, ее радиуса и параметров трения, но слабо связана с солнечной энергией.

Ученые пока не рассматривали природу крупных штормов на Юпитере, таких, как Большое красное пятно. Физические процессы в них намного сложнее, чем в зональных потоках. Красное пятно существует уже, по крайней мере, 300 лет и простирается на 25000 км. Сотни более мелких штормов, которые охватывают территории в сотни и тысячи километров, также могут сохраняться в атмосфере газового гиганта по несколько лет. О том, что происходит под облаками, практически ничего не известно, но некоторые специалисты полагают, что на Юпитере идут дожди и, возможно, бывают молнии.

Результаты проведенных исследований отчасти объясняют, почему на Нептуне дуют самые сильные ветры, хотя он наиболее удален от Солнца. Потоки ветра на Нептуне могут достигать скорости 1900 км/ч.