木星巨大红斑缩小的新解释

《木星红斑缩小的新解释》

木星的大红斑——太阳系中最大的风暴正在缩小，一项新研究可能有助于解释这一现象。

大红斑位于木星南半球，是一个直径超过1万英里的红橙色高压漩涡。它以逆时针方向持续吹出200多英里每小时的风速，因此在技术上被定义为反气旋。

大红斑在过去一个世纪里一直在缩小，尤其是过去50年。虽然它的纬度范围保持相对稳定，但经度范围已从19世纪末的40度缩小到2016年时的14度，当时美国宇航局的朱诺探测器抵达木星进行了一系列轨道飞行。

耶鲁大学研究生院的博士生凯勒布·基文尼（Caleb Keaveney）说：“过去200年来，许多人都曾观察过大红斑，他们对它的着迷程度与我一样深。很多人并不是专业的天文学家，他们只是充满热情和好奇心。这种好奇心，加上我在谈论我的工作时看到的人们的好奇心，让我觉得自己参与了一件比我个人更伟大的事情。”

大红斑引发的好奇心之一是尽管它经过了广泛研究，仍有许多未解之谜。天文学家们不确切地知道大红斑形成于何时、为何形成，甚至为何呈红色。

基文尼和合著者们加里·拉克曼（Gary Lackmann）和蒂莫西·道林（Timothy Dowling）聚焦于较小、短暂风暴对大红斑的影响，使用了由道林于1990年代开发的用于行星应用的EPIC（Explicit Planetary Isentropic-Coordinate）模型进行了一系列3D模拟。其中一些模拟了大红斑与不同频率和强度的较小风暴之间的相互作用，而另一组对照模拟则排除了这些小风暴。

模拟结果表明，其他风暴的存在增强了大红斑，导致大红斑变得更大。

基文尼说：“我们通过数值模拟发现，给大红斑提供一系列小风暴，就像我们知道在木星上会发生的那样，我们可以调节其大小。”

在某种程度上，研究人员基于在地球大气层中观察到的长期高压系统进行了建模。这些系统，即“热穹”或“阻塞”，经常出现在环绕地球中纬度较低的西风急流中，并在极端天气事件如热浪和干旱中发挥重要作用。

这些“阻塞”的持久性与其与较小、短暂的天气机制（包括高压涡旋和反气旋）的相互作用有关。

基文尼表示：“我们的研究对地球上的天气事件具有强有力的启示。已经证明，与附近的天气系统的相互作用能够维持和放大热穹，这也激发了我们的假设，即在木星上类似的相互作用可以维持大红斑。通过验证这一假设，我们进一步支持了对地球热穹的理解。”

基文尼表示，进一步的建模将使研究人员进一步完善新发现，并或许能够揭示大红斑的初次形成。