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宇宙:季節的で長く続く惑星規模の嵐によって生じる土星上層雲直下深くにある風

Nature 475, 7354 doi: 10.1038/nature10203

土星の大気では、対流性の嵐が定期的に発生している。大白斑として知られる大規模な嵐は、通常の嵐の10倍の規模だが発生はもっとまれで、1土星年(地球の29.5年)に1回程度である。現在のモデルでは、大白斑の発生は、水によって引き起こされる湿潤対流によると考えられている。しかし、全球的な擾乱の発生と、それが土星の定常風に与える影響は、これまでデータによって絞り込まれていなかった。それは、土星の天候層(weather layer;雲が形成される対流圏内の層)の力学的性質を推測するための空間解像度と時間的なサンプリングが不十分だったためである。理論的には、この現象は季節的に制御されていると考えられてきた。本論文では、土星北半球の春が始まる際、弱い西向きのジェットのピーク期に北緯域で嵐を観測したことを報告する。この嵐の発生は季節周期と一致しているが、予想よりも早かった。嵐の先頭部はジェットよりも速く移動し、2か月の観測期間を通じて活発であり、土星を周回する惑星規模の擾乱を引き起こしたが、惑星を取り囲む帯状風を著しく変化させるほどではなかった。この現象の数値シミュレーションは、土星では、木星と同様に、風が減衰することなく天候層の、少なくとも10〜12バールの圧力を示す水雲底部の深さまで広がっていることを示している。これは太陽輻射が差し込む深さよりもかなり深い。

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