2013年3月28日 星期四

[數碼新聞]土衛六或存颶風現象:直徑可達100公里

  新浪科技訊 香港時間3月28日消息,據美國太空網報導,土衛六是土星最大的衛星,科學家們此前便已經知道這顆星球上存在可能主要由甲烷形成的降雨現象,由於這裏的溫度極低,甲烷可以達到其冷凝點。事實上這顆星球是目前太陽系中已知的唯一兩顆擁有河流和海洋系統的星球之一。而根據一項最新的研究顯示,在土衛六的夏季,這裏的環境可以達到足夠高的溫度,從而在海面上引發颶風。

  計算結果顯示,土衛


六海面上由於“海水”蒸發將足以驅動時速高達44英里(約合70公里)的颶風。不過當這些環境條件都具備時,最終是否會產生颶風還要取決於一個因素,那就是組成土衛六上海洋的液體物質成分。如果土衛六上的海洋中有超過一半成分是甲烷,就將構成孕育颶風的理想溫床。

  而要想証實這一點,我們需要派遣一艘探測器前往土衛六開展實際考察。我們現在擁有這樣的條件:美國宇航局的卡西尼土星探測器目前正土星系統運行,其考察的重點之一便是土衛六。特蘇亞‧圖卡諾(Tetsuya Tokano)是德國科隆大學地球物理與氣象學研究中心研究員,也是此次這一研究項目的第一作者,他說:“在未來數年之內,土衛六北半球極地地區將迎來夏季,屆時如果條件合適,我們或將有機會發現颶風的蹤跡。”有關此項研究的論文將會刊載於今年4月份的《伊卡魯斯》雜誌上。

  甲烷之謎

  地球上的颶風一般有兩種產生形式。第一種方式是當冷氣團與暖氣團相互交匯時產生的,由於巨大溫差,冷鋒與暖鋒相互混合,並產生高速氣流。然而這種方式在土衛六上不太可能出現,因為這裏的溫差範圍太小。

  第二種方式是當相對溫暖的水面加熱其上空的空氣,導致後者受熱上升,從而形成一種能量循環,隨著這一能量循環持續進行,就會產生高速旋轉的颶風。而這種情況就很有可能發生在土衛六上。

  當然這種情況只會發生在土衛六中緯度地區的海洋上方,因為只有這裏擁有合適的濕度和溫度條件。圖卡諾表示,目前研究中面臨的主要困難就在於我們還不清楚土衛六上海洋中的主要化學成分。

  他說:“這其中存在很大的不確定性,很多種碳氫化合物都有可能。”然而如果土衛六上的海洋中主要成分是甲烷,從海面上傳遞給上方空氣的熱量將足以形成颶風系統。甲烷是土衛六環境條件下唯一可以像地球上的水一樣大量凝結的物質。圖卡諾表示:“主要條件合適,颶風的形成將是非常可能的。”

  探測的可行性

  卡西尼之所以在此前的多年考察期間都沒有探測到土衛六上的颶風現象,可能是因為此時北半球的環境溫度太低了。土衛六的環境平均溫度大約為零下178攝氏度。

  土衛六北半球將在大約2015年迎來夏季,而按照現在的安排,卡西尼探測器將會至少工作到2017年前後,這就意味著這艘飛船在土衛六北半球高緯度海洋區域迎來夏季之後還將有至少兩年的時間開展相關觀測工作。圖卡諾表示:“如果土衛六上真的存在颶風,那麼卡西尼探測到它的信號將是毫不費力的。”如果颶風存在,那將是一個巨大的能量交換體系,並且颶風的直徑也將至少達到62英里(約合100公里)左右的尺度,這樣的規模對於卡西尼探測器而言是非常明顯的目標。

  事實上,要想觀察到這樣規模的目標,以卡西尼探測器的解像度,它都沒有必要非常接近這顆星球,從遠處便可以進行觀察。並且按照計劃在2015年至2017年之間,卡西尼探測器將會有數次機會從近距離上接近土衛六附近。

  圖卡諾表示,儘管目前我們還不能斷言即便我們真的觀測到一個土衛六上的颶風,這究竟會告訴我們何種信息。然而這樣的結果至少將確認這顆星球在夏季和冬季之間存在著顯著的氣溫變化。他說:“這將說明土衛六上的氣候模式與地球之間存在相似之處。”(晨風)



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