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百年前数学模型助力解密木星独特风暴

集合在木星南极的若干个风暴。这是“朱诺号”探测器拍照的相片科学家曾观测到,木星的南极潜藏着一处有目共睹的现象——一群风暴漩涡以不同寻常的几许图画摆放着。这种由美国航天航空局的“朱诺号”太空探测器初次发…

集合在木星南极的若干个风暴。这是“朱诺号”探测器拍照的相片

科学家曾观测到,木星的南极潜藏着一处有目共睹的现象——一群风暴漩涡以不同寻常的几许图画摆放着。这种由美国航天航空局的“朱诺号”太空探测器初次发现的现象为科学家们带来了一个谜题:木星风暴的外在体现为何如此独特?虽然它们与地球上的飓风相似,但地球飓风并不会像这些外星风暴相同在南北极集合,并摆放成五边形或六边形。

美国“物理学安排”9月24日音讯称,美国加州理工学院行星科学教授Andy Ingersoll实验室的一个研讨小组现已发现了木星风暴外在体现如此独特的原因。他们选用的数学公式源自近150年前英国数学物理学家Alfred Mayer和工程师Kelvin勋爵写下的证明成果。这一研讨近来发表于《美国国家科学院院刊》。

Ingersoll教授表明,木星上的风暴与每年夏秋两季突击美国东海岸的风暴十分相似,仅仅规划要大得多。和地球风暴相似,木星的风暴也常常在赤道邻近构成。但是,地球风暴在脱离赤道后不久就会散失,而木星风暴则会一向行进至南北极,并构成难以解说的安稳几许结构。

关于为什么木星外表风暴会构成这种几许结构而其他行星则不会,Ingersoll团队发现,答案能够追溯到Alfred Mayer和Kelvin勋爵1878年进行的研讨。

其时Mayer在水池中放置了一些漂浮的圆形磁铁,他调查到这些磁铁会自发地摆放成几许形状,而摆放形状取决于磁铁的数量。而Kelvin勋爵依据Mayer的调查成果,建立了一个数学模型来解说磁铁的行为体现。

据部分现有理论猜测,因为行星的自转,风暴倾向于在极点处产生兼并。而遭到该数学模型启示,研讨小组企图获取令木星风暴漩涡安稳存在并构成几许结构的详细参数组合。他们使用浅水方程模仿木星风暴漩涡,终究确认:假如每处风暴都被一圈风向与风暴自旋方向相反的风所围住,即所谓的“反气旋环”,就会构成相似木星的具有安稳几许结构的风暴圈。“反气旋环”的存在促进风暴彼此排挤,而非兼并。而这层“围住圈”的深度也会影响几许结构的安稳性。

Ingersoll表明,这项研讨能够协助科学家更好地了解地球上的气候改变。他说:“其他行星的气候行为比地球要多得多,你能够使用其他行星的气候进行理论测验。”

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