新的研究表明,金星阿芙羅狄蒂高地地區的山脈可能會引發在該行星令人難以忍受的大氣層頂部附近觀測到的奇怪天氣模式。
金星的平均表面溫度為華氏 860 度(攝氏 460 度),是太陽系中最熱的行星。金星的大氣層幾乎完全由二氧化碳組成,造成了比地球更極端的溫室效應。除了吸收熱量和阻擋光線外,覆蓋這顆行星的厚厚雲層也使得科學家們難以研究其表面。
研究人員利用歐洲航天局 (ESA) 的金星快車衛星的觀測資料,以及從 SPICAV(金星大氣特徵調查光譜儀)收集的資料,深入研究了這顆行星厚厚的雲頂層,以更好地瞭解其下的地形。[金星照片,神秘的鄰近行星]
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歐洲航天局官員在一份宣告中寫道,與以每秒約 3 英尺(每秒 1 米)的速度沿著金星表面緩慢移動的地面雲層相比,在行星大氣層上部(地表以上 30 至 45 英里(50 至 70 公里)之間)看到的厚厚雲層會經歷更極端的天氣。例如,這些雲頂的溫度急劇下降到大約零下 94 華氏度(零下 70 攝氏度),並且風速比金星自身旋轉的速度還要快,這種現象被稱為超自轉。
在調查金星奇怪多雲的天氣時,研究人員特別研究了風的迴圈速度、行星雲頂的亮度以及它們儲存了多少水,根據6 月 30 日發表在《地球物理研究雜誌:行星》上的新研究。新發現表明,位於金星赤道附近的 15,000 英尺高(4,500 米)山脈阿芙羅狄蒂高地上的雲層比附近的其他雲層含有更多的水蒸氣。
研究人員推測,這種現象——隨後被稱為“阿芙羅狄蒂噴泉”——是低層大氣中富含水的氣體被推升到山脈上方的直接結果,從而產生了所謂的重力波。
新研究的主要作者、法國大氣、環境、空間觀測實驗室的研究員讓-盧普·貝爾託在宣告中說:“儘管名稱[相似],但這些與時空中的漣漪引力波無關。相反,重力波是一種大氣現象,我們經常在地球表面的山區看到。粗略地說,當空氣在崎嶇不平的表面上波動時,它們就會形成。然後,這些波會垂直向上傳播,幅度越來越大,直到它們在雲頂下方破裂,就像海岸線上的海浪一樣。”
當這些重力波在阿芙羅狄蒂高地上方破裂時,它們會減緩周圍區域觀測到的原本快速移動的高空風。在阿芙羅狄蒂高地的下游,這些風又恢復了速度;根據宣告,這種運動“就像一個空氣泵”,將富含水的氣體推到行星雲層的頂部。根據這項新研究,這在山脈上方產生了觀測到的“噴泉”效應。
金星令人費解的大氣層
金星的表面不僅比地球熱得多,而且這顆行星的地獄般的大氣層也乾燥得多——儘管它的上層雲層下確實包含一些水蒸氣。
此前,研究人員發現,金星的上層大氣層包含被稱為紫外線吸收劑的神秘條紋,這些條紋會吸收藍色和紫外線的波長,並在加熱行星方面發揮關鍵作用。
然而,這項新研究表明,這些不同尋常的大氣特徵形成於行星雲頂之下,並且除了攜帶富含水的氣體外,在阿芙羅狄蒂高地附近觀察到的風迴圈模式還將吸收紫外線的物質向上輸送透過金星的雲頂。歐洲航天局官員在宣告中解釋說,這表明在金星雲頂中發現的這種物質和水的含量“在行星赤道周圍的特定地點得到強烈增強”。
歐洲航天局金星快車專案科學家哈坎·斯維德姆在宣告中說:“這無疑挑戰了我們當前的通用環流模型。雖然我們的模型確實承認地形和氣候之間存在聯絡,但它們通常不會產生與地形表面特徵相關的持續天氣模式。這是首次在金星上清楚地顯示這種聯絡——這是一個重大成果。”
金星快車任務從 2006 年持續到 2014 年,當時探測器燃料耗盡並墜入這顆行星的致命大氣層。從衛星在金星周圍軌道上收集到的觀測結果使研究人員能夠研究該行星的長期天氣模式。
斯維德姆補充說:“至關重要的是,更多地瞭解金星的環流模式可能有助於我們限制這顆行星神秘紫外線吸收劑的身份,從而使我們能夠更全面地瞭解這顆行星的大氣層和氣候。”
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