• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
14.03.2024, 07:00
Андрей Папиш
1 862

Глубина атмосферы определила разницу экваториальных потоков Сатурна и Юпитера

❋ 4.4

Израильские планетологи исследовали атмосферу Сатурна и Юпитера на основе данных с космических аппаратов «Юнона» и «Кассини». С помощью математического моделирования они объяснили разную скорость в экваториальных потоках газовых гигантов.

Зональные ветры на Юпитере и Сатурне
Зональные ветры на Юпитере и Сатурне. (a) Усредненные по зонам профили зонального ветра на Юпитере и (b) Сатурна на уровне облаков, а также ширина касательного цилиндра (пунктирные белые линии). (c, d) Зональные ветры Юпитера и Сатурна, спроецированные на сферу, соответственно. Внутренняя поверхность Юпитера находится на расстоянии 3 000 км, а Сатурна — на расстоянии 9 000 км, что соответствует глубине двух атмосфер согласно гравитационному анализу. Местоположение касательных цилиндров отмечено черными пунктирными линиями / © Keren Duer et al.

Юпитер и Сатурн — две самые большие планеты Солнечной системы, газовые гиганты с похожим устройством атмосферы. На Сатурне и Юпитере доминируют струйные потоки, движущиеся вокруг планет с запада на восток. У них также существуют крупные области сильной турбулентности: Большое белое пятно на Сатурне, Большое красное пятно на Юпитере и другие.

Но все же эти газовые гиганты во многом разные — к примеру, скорость экваториальных потоков на уровне облаков на Сатурне и Юпитере сильно различается: 300 и 100 метров в секунду соответственно. Хотя при этом у Юпитера скорость вращения чуть выше, а внутренний источник тепла мощнее, чем на Сатурне. Такие факторы, предположительно, должны усиливать экваториальные потоки, но, судя по наблюдениям, этого не происходит.

Два планетолога из Института Вейцмана (Израиль) решили разобраться в этом несоответствии. Они взяли данные о глубине экваториальных атмосферных потоков двух газовых гигантов, полученные с аппаратов «Юнона» и «Кассини», — около 3000 километров на Юпитере и около 9000 километров на Сатурне. Затем исследователи построили трехмерные математические модели гидро- и геодинамики. Результаты опубликованы в журнале Geophysical Research Letters.

Идеальная математическая модель атмосферной динамики газовых гигантов / © Keren Duer et al.

Авторы выяснили, что глубина атмосферной динамики напрямую влияет на силу и протяженность потоков в зоне экватора. Дело в том, что Юпитер более чем втрое тяжелее Сатурна, вследствие чего вблизи внешнего радиуса планеты образуется более плотный газ. А масса планеты влияет на протяженность атмосферы в глубину. Благодаря известной глубине экваториальных потоков исследователи рассчитали их ширину — касательный цилиндр, параллельный оси вращения планеты. Он отделяет экватор от средних широт.

Расчеты показали, что глубина касательного цилиндра пропорциональна силе потока вихревого импульса. Он, в свою очередь, контролирует зональные потоки. На основе этого авторы предположили, что разница между экваториальными ветрами на газовых гигантах — следствие глубины их атмосферы. Отношение скоростей потоков на экваторе у Юпитера и Сатурна составляет 1:3, и точно так же соотносятся глубины их атмосфер.

Чем глубже поток, тем быстрее вихри, передающие больше импульса зональным ветрам. Такой механизм, как отметили авторы исследования, ограничивается областью за пределами касательного цилиндра, то есть он не затрагивает средние широты.

Новые результаты помогут в изучении атмосферы других газовых гигантов за пределами Солнечной системы. Но к планетам вроде Урана и Нептуна, подчеркнули исследователи, новые знания неприменимы, потому что у них мельче атмосфера и ниже скорость вращения.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Автор специализируется на популяризации биологии и палеонтологии. Пишет о поведении животных, необычных находках древнего мира. Интересуется всем, что летало, бегало и формировалось миллионы лет.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Предстоящие мероприятия
8 июля, 09:23
Полина Меньшова

Принято считать, что люди с развитыми когнитивными способностями отличаются высокими моральными принципами. Ученые из Великобритании решили проверить этот тезис научными методами и пришли к противоположному выводу.

7 июля, 17:34
Юлия Тарасова

Для принятия верных решений необходимо точно оценивать вероятность того или иного исхода в условиях неопределенности. В новом исследовании профессор экономики и поведенческих наук из Университета Бата (Великобритания) Крис Доусон установил, что обладатели развитого интеллекта гораздо меньше, чем индивидуумы с более низким IQ, ошибаются в предвидении будущего. По мнению ученого, именно это позволяет умным людям выбирать правильные решения и добиваться больших успехов в жизни.

7 июля, 12:12
Юлия Тарасова

Новое исследование показало, что учащиеся вузов с более выраженными чертами нарциссизма, макиавеллизма, психопатии, а также материализма могут быть сильнее предрасположены к академическому обману и злоупотреблению нейросетями при выполнении учебных заданий.

2 июля, 11:17
Юлия Тарасова

Результаты эксперимента в США в будущем могут позволить добиться разрешения на использование отработанной конопли в качестве кормовой добавки в животноводстве.

4 июля, 11:27
НовГУ

Исследование НовГУ показало, что атлетическая гимнастика — один из самых эффективных способов борьбы с ожирением, в отличие, например, от бега. Тренировки с отягощениями не только помогают сжечь жир, но и укреплять мышцы, при этом щадя суставы и сердечно-сосудистую систему. Назван и оптимальный комплекс упражнений для таких людей: три силовые тренировки в неделю по 40–90 минут.

7 июля, 12:12
Юлия Тарасова

Новое исследование показало, что учащиеся вузов с более выраженными чертами нарциссизма, макиавеллизма, психопатии, а также материализма могут быть сильнее предрасположены к академическому обману и злоупотреблению нейросетями при выполнении учебных заданий.

17 июня, 16:49
Адель Романова

Радиотелескопы уловили очень короткий сигнал, и по его характеристикам стало ясно, что он не может быть естественного происхождения. Астрономы пришли к выводу, что источник находился в околоземном пространстве — там, где уже более полувека летает «мертвый» аппарат NASA.

25 июня, 15:19
ФизТех

Группа российских ученых из Института прикладной математики имени М. В. Келдыша РАН и МФТИ провела детальное численное исследование источников шума, генерируемых крылом прототипа сверхзвукового бизнес-джета в режиме посадки. Эта работа, сочетающая передовые методы вычислительной гидродинамики и аэроакустики, впервые позволила с высокой точностью локализовать и охарактеризовать основные зоны шумообразования вблизи полноразмерной геометрии крыла модели прототипа сверхзвукового пассажирского самолета в посадочной конфигурации.

2 июля, 11:17
Юлия Тарасова

Результаты эксперимента в США в будущем могут позволить добиться разрешения на использование отработанной конопли в качестве кормовой добавки в животноводстве.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий
Подтвердить?
Подтвердить?
Причина отклонения
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Закрыть
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно