太阳系天气早间播报:哪颗星球天气最猛烈?
本文由公眾號“把科學帶回家”提供
來源 《萬物》等
改編犀牛
觀眾朋友們早上好,歡迎關注太陽系天氣,這里由太陽系氣象臺為您播報。想去其他星球旅行的朋友,要記好筆記提前準備(目前還沒辦法準備)。
不知不覺太陽系已經(jīng)誕生了 46 億年,但毫無例外,地球仍然是目前天氣舒適的行星,沒有之一。
太陽系的星球(wikipedia)
地球上的溫度最低-89.2℃、最高 56.9 °C、平均 14.9℃,相比其他星球高則四百多度、低則零下一兩百度,地球真的不要太舒服。能這么舒服,地球大氣功不可沒,大氣層不僅保護著這里的生物,也帶來了風雨雷電等各種天氣現(xiàn)象和氣候變換,讓這顆星球活躍了起來。
2004 全年地球的變化(NASA)
當然地球上也不乏災難性的天氣,然而即使最極端的天氣,放在太陽系里也是小巫見大巫。我們從太陽開始,依次看看各個星球的天氣狀況。
太陽-全系風暴
地球上的風,是大氣分子的大范圍運動形成的;而太陽風,就是氣體或帶電粒子從太陽到太空的流動。因為帶電粒子運動極快,所以不斷有帶電粒子掙脫太陽,太陽風也就源源不斷向外吹去。作為太陽系老大,太陽風可以輻射全星系,甚至在整個太陽系內(nèi)產(chǎn)生了一個非常稀薄的大氣。
太陽(NASA/SDO (AIA))
除了日常的太陽風,太陽還會不時地產(chǎn)生“風暴”,其表面某個區(qū)域會拋射出大量物質(zhì)進入太空,還會伴隨著電磁輻射和高能帶電粒子爆發(fā)。
如果太陽風暴襲向地球,會嚴重損害地球軌道上的衛(wèi)星,甚至波及地面設備。所以我們嘗試通過各種探測器密切關注太陽活動,嚴陣以待。但偶爾強勁的太陽風暴襲來,還是需要關閉衛(wèi)星、切斷電網(wǎng)確保安全。
水星-酷暑極寒
由于離太陽最近,所以水星白天的溫度可達 427℃;而因為水星上幾乎沒有大氣,所以擁有著太陽系最大的晝夜溫差,晚上最低溫度可達-170℃以下。再加上角度的原因,水星上的某些隕石坑內(nèi)永遠無法照射到陽光(月球和其他行星也存在這樣的地方),這些地方溫度可能低至接近絕對零度(-273.15℃)。
水星(NASA/JPL)
水星上當然也沒有風雨雷電,而且因為轉軸傾角接近0°,水星上也沒有四季變化,真的是一顆“枯燥”的星球。
不過有趣的是,因為其獨特的公轉和自轉,在水星上的一天相當于兩年。如果在水星表面以每小時 3.2 千米的速度行走,那太陽在空中的位置將始終不變,甚至可以永遠迎著日出走下去。
金星-熾熱巖星
盡管金星離太陽比水星更遠一些,但卻是太陽系溫度最高的行星,其表面平均溫度可達 462℃。這得益于金星的濃厚大氣層,其大氣壓相當于地球的 92 倍;而且大氣中 96% 都是二氧化碳,因此金星獲得了太陽系最強大的溫室效應。在如此極端的溫度之下,大氣層上層落下的硫酸雨,也會在空中被蒸發(fā)干凈。
紫外線波段拍攝的金星大氣結構(左)
沒有云層的金星(右)(NASA)
不僅會“下雨”,金星上也會打雷閃電,前蘇聯(lián)和歐空局的金星探測器都記錄到了此起彼伏的閃電。
此外,歐空局的“金星快車”探測器還在金星南極上空拍到了一個巨大漩渦,大到差不多能放下整個歐洲。這個巨大漩渦的形成,是因為金星低緯度地區(qū)會受到更多光照,那里的氣體受熱上升后向兩極移動;而極地處較冷的空氣會下沉,就像盛滿水的浴缸拔掉塞子一樣,形成漩渦。金星的極地漩渦是太陽系最多變的極地漩渦。
這些照片由歐空局的金星快車拍攝
它在 2006-2015 年間一直環(huán)繞金星運行
這和金星獨特的大氣不無關系。因為金星地表大氣密度很大,所以風速非常緩慢,只有每小時幾公里;而在 65 千米的高度之上,大氣層轉速會高達每小時 400 千米,是自轉速度的 60 倍。
火星-沙塵漫天
火星離太陽的距離僅次于地球,位列第四。其表面溫度最低-143℃,最高 35℃,平均-63℃。雖然火星挺冷的,表面遍布沙丘、礫石,也沒有穩(wěn)定的液態(tài)水,但相比其他星球的惡劣天氣,火星已是除地球外最有可能存在生命的太陽系行星了。
火星稀薄且充滿塵埃的紅色大氣層(NASA)
因其地表廣泛分布氧化鐵,所以呈現(xiàn)為橘紅色。
多個探測器都曾拍到過火星表面的塵卷風
火星大氣非常稀薄,其大氣壓只有地球的 0.6%,但火星上刮起風來可一點也不比地球遜色。2018 年,一場巨大的沙塵暴席卷火星,我們甚至無法觀測到火星表面。這種在地球上被稱為“哈布沙暴”的風暴在火星上十分常見,每隔幾年就會發(fā)生,而這一次的規(guī)模尤其大。
沙塵暴導致我們難以觀測火星表面
沙塵暴的大概成因是,太陽加熱火星大氣,氣體上升過程中卷起地面沙塵,進而引起了沙塵暴,但科學家至今尚未弄清這些沙塵暴為何能發(fā)展到如此大的規(guī)模。遮天蔽日的沙塵暴也給火星表面依靠太陽能驅(qū)動的火星車帶來了很大的麻煩。已經(jīng)在火星上工作了近 15 年的機遇號火星車,就是在 2018 年那場沙塵暴中失聯(lián),以后再也沒有醒過來。
2018 年好奇號火星車拍到的火星沙塵暴(NASA)
木星-紅眼巨人
越過火星,下一個行星就是木星了,這是一顆氣態(tài)巨行星,也是太陽系最大的行星,體積相當于 1300 個地球。木星主要是由氣體和液體組成,有著非常非常厚的大氣層。木星大氣平均溫度約-145℃,大氣溫度會隨著高度的降低而增高。
木星和地球大小的對比(NASA/JPL/SSI)
這顆巨大行星上的風暴也十分壯觀,其中最為人所知的就是木星大紅斑了。這個標志性的風暴已經(jīng)在木星上肆虐了幾個世紀,不過可能不會一直持續(xù)下去。木星大紅斑的風暴氣旋類似于地球上的颶風,但尺寸要大得多。它的直徑約為 16 000 千米,差不多是地球直徑的 1.3 倍。科學家推測,風暴底部深入木星大氣內(nèi)部,其深度超過地球海洋平均深度的 100 倍。然而最近有證據(jù)表明這個風暴正在縮小,也許幾十年后就不復存在了。
旅行者 1 號上拍攝的木星延時影像(NASA)
木星大紅斑一度可以裝下 3 個地球
美國航空航天局(NASA)的朱諾號探測器于 2016 年進入環(huán)木星軌道,發(fā)回了關于這顆氣態(tài)巨行星大量不可思議的數(shù)據(jù)。其中一張紅外線照片,拍到了木星北極的奇怪氣旋。
這個圖案可能吃貨會比較熟悉,因為這太像稻某村一種糕點了:
來源于網(wǎng)絡
土星-風暴怪獸
土星也是一個氣態(tài)巨行星,土星大氣平均溫度比木星更低,大約-178℃。土星上偶爾會形成巨大的風暴,范圍超過 30 萬千米,幾乎籠罩整個行星。
2011 年卡西尼-惠更斯號拍攝的土星風暴
(NASA/JPL-Caltech/SSI)
而在土星的北極也有奇特的風暴氣旋,是詭異的六邊形,并且深入土星大氣下層。
卡西尼-惠更斯號拍攝的六邊形風暴
(NASA / JPL-Caltech / SSI)
我們不僅能看見土星上的閃電,甚至還能聽見它們,這是不是很神奇?2004 年至 2017 年, NASA 的卡西尼號探測器一直在環(huán)土星軌道上進行觀測,它曾在白天記錄下土星上的閃電,據(jù)估計,有些閃電強度比地球上的強 1000 倍。通過接收土星的射電輻射,卡西尼號還可以“聽到”風暴在土星大氣中放電的聲音。2009 年土星上的一場雷暴持續(xù)了 8 個月,創(chuàng)下了太陽系的記錄。
卡西尼號記錄的一次土星閃電
天王星、海王星-冰雪巨星
天王星和海王星盡管也屬于巨行星,但由于構成不同,被稱為“冰巨行星”。
天王星的大氣層是太陽系行星中最冷的,最低溫度只有-224℃。因為其大氣層中富含甲烷,所以天王星看起來是藍綠色或青色的,而極端的低溫也讓更多的甲烷結冰。和木星、土星、海王星相比,天王星的大氣非常平靜。1986 年的旅行者 2 號探測器所拍攝的圖像顯示,并沒有發(fā)現(xiàn)像其他巨行星那樣的超級風暴。但近幾年的研究發(fā)現(xiàn),天王星上的風速可達每小時 900 千米,已經(jīng)接近我們平常說的音速(每小時 1225 千米或每秒 340.3 米)。
地球和天王星大小的比較(NASA)
海王星是距離太陽最遠的行星,其表面顯示藍色,也有大氣層最上層甲烷的功勞。海王星表面刮著太陽系中最快的風,這里的風速可以達到每小時 2000 千米以上,也就是 1.6 倍音速。高速的風還會引發(fā)巨大的風暴,例如 1989 年旅行者 2 號探測器目擊到的“大黑斑”,五年后黑斑消失。
海王星和地球的大小比較(NASA)
右側海王星中心可以看到一個黑斑
看過其他星球的天氣,是不是覺得還是待在地球上最舒服。
本次太陽系天氣播報到此結束,歡迎收看。
Pixabay
圖片非特別注明均來自《萬物》
總結
以上是生活随笔為你收集整理的太阳系天气早间播报:哪颗星球天气最猛烈?的全部內(nèi)容,希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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