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宇宙:木星の赤道および高緯度のジェットの深い対流モデルによるシミュレーション

Nature 438, 7065 doi: 10.1038/nature04208

木星の縞模様は、強力な風の全球的な系を表している。幅の広い東向きの赤道ジェットは、流れる方向が交互に逆転するさらに小さなスケールで、高緯度のジェットに挟まれている。木星の大きな熱放射は、風が内部から動力を供給されていることを示唆するが、帯状流の深さは分子状の水素とヘリウムからなる大気の密度と電気伝導率が木星中心に向かって増加することによって制限されている。惑星の大気流については、2種類のモデルが考えられている。浅層モデルでは複数の高緯度ジェットが再現されるが、赤道の風系は再現されず、また深い対流モデルでは隣接する2つの気流に挟まれた東向きの赤道ジェットしか再現されない。本論文では、両種類のジェットを共に生じる、比較的薄い球殻における3次元回転対流の数値モデルを示す。シミュレートされた気流は、乱流で準2次元的であり、シミュレートされたジェットの幅は、木星のジェットで観測されるようにRhinesのスケーリング理論にしたがう。我々の知見は、木星ジェットの幅の緯度方向での変わり目が、底部が有界な高緯度での流れ構造と赤道の深い流れとの区別に対応していることを示唆している。

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