日本JAXA探测器“拂晓”号的观测揭示了金星大气循环日本宇宙航空研究开发机构(

文章图片
日本宇宙航空研究开发机构(jaxa)的金星探测器“拂晓”号使用的观测结果显示，金星的云层运动的样子，昼夜不分，成功捕捉到金星的大气循环问题得到了新的理解，并发表了研究成果。
判明云顶附近的南北风向白天和夜间是相反的

文章图片
金星和地球被比喻为双胞胎，虽然大小非常相似，但是地表和大气的样子却不同。金星的自转周期约为243天，金星一天的长度约为地球的117天，地表温度约为摄氏460度，气压约为90大气压。以二氧化碳为主要成分的大气中弥漫着硫酸云，对人类来说是相当严酷的环境。
众所周知，一种被称为“超级自转”的向西流动的全球风正在金星65公里的高度附近吹，这是云顶。超级自转的风速约为100m/s ，比自转速度快60倍。根据发表，据说近年来发现了系外行星也产生了超级旋转的现象。
另一方面，除了超自转之外，已知还有从金星赤道到两极的约10m/s的气流。据研究小组称，这种南北气流是在大约40年前发现的，它导致被太阳加热的大气在赤道附近上升，然后到达高纬度，然后在高纬度下降，然后返回赤道。据说它被解释为捕捉“哈德利循环” 。哈德利环流也存在于地球上，产生了一种从大约纬度30度吹向赤道的东部“信风” 。

文章图片
但是，近年来有人指出，南北方向的风的流动可能是“热潮汐波”的一部分。 2020年发表的研究成果表明，热潮汐波是太阳使白天一侧的大气加热，夜晚一侧变冷而产生的流体波动，担负着维持金星超级自转周期的作用。根据研究小组的说法，哈德利循环是昼夜的南北风的平均流动，而热潮汐波是昼夜风的差异造成的，但是各自是如何做出贡献的还不太清楚。
于是研究小组使用“拂晓”号搭载的“中间红外相机(LIR)” ，在两年的时间里获取了金星云层发出的红外线。迄今为止，金星大气的运动是根据白天侧云的观测数据利用紫外线的波长来估算的，然后通过利用红外线的波长夜晚的云。因此，不管是白天或者黑夜都可以无差别地捕捉大气运动。

文章图片
通过设法使摄氏0.3度左右的云顶温度变动浮起，对“拂晓”的观测数据进行了分析，结果表明金星的夜晚一侧与白天相反，从两极向赤道的流动主要发生在日落到午夜之间。这个夜间的流动和白天的流动速度差不多，如果昼夜平均的话，南北方向的循环几乎没有。研究小组认为，在云顶高度的南北流向上，热潮汐波的贡献已经明确。
此外，由于云顶高度平均南北环流几乎为零，哈德利环流从赤道到两极的流量高于云顶，而从两极到赤道的流量低于云顶。虽然一直认为金星云主要是在赤道产生，然后被带到极地地区，但其中大部分是从高纬度通过云层中的流动向哈德利环流的赤道输送的。

文章图片
【日本JAXA探测器“拂晓”号的观测揭示了金星大气循环】另外，根据时间不同风速的不同，这次首次明确了热潮汐波的速度构造。据研究小组称，热潮汐波在将金星向东西方向绕一周的时间内，含有两个波长的速度成分（半日潮）较多，这意味着通过向高度方向输送东西方向的运动量来维持超级循环。