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木星高层大气（即对流层）的横截面图，展示了跨越赤道区域（EZ）的一条南北向风暴带的深度。蓝色和红色分别表示氨气含量高于和低于正常水平的区域。通过追踪氨气分布，加州大学伯克利分校的两项新研究表明，木星上快速变化的天气系统大多非常浅层（左侧），但有两种类型的风暴——快速上升的氨气羽饰（中间）和类似龙卷风的涡旋——能够深入大气，并导致气体混合被破坏。大规模风暴还会产生“泥球”，其降雨深度甚至比羽饰和涡旋更深。图片来源：Chris Moeckel, UC Berkeley
在距离地球7亿公里的木星云层深处，科学家首次证实了木星"冰雹"的存在。加州大学伯克利分校团队通过分析朱诺号探测器数据，结合地面射电望远镜观测，构建出首幅木星大气三维模型，发现这种由氨水冰壳包裹的冰雹能将氨气带入大气深层。相关研究发表于《科学·进展》（Science Advances），揭示了气态行星大气混合的新机制。
传统理论认为木星大气因剧烈风暴充分混合，但2010年射电观测发现上层大气氨气异常缺失。2020年提出的"泥球"假说认为，雷暴中上升气流将水滴抬升60公里，与氨气混合冻结成直径达10厘米的冰雹。此次研究通过朱诺号微波辐射计数据，在云层下150公里处发现氨气富集区，这正是泥球蒸发释放氨的特征。三维模型显示，木星天气系统大多局限在云顶10-20公里，但巨型风暴能穿透至水云层（约80公里深），触发泥球形成。这些冰雹以每秒百米速度坠落，单次可携带相当于自身重量3倍的氨气，最终在高压高温区域解体。这解释了为何木星大气呈现"上层沸腾、下层停滞"的分层特征——就像滚水壶表面沸腾但下层平静。该机制可能普遍存在于土星、天王星等气态行星，对系外行星成分分析具有警示意义：云层化学成分未必反映行星内部真实组成。（UNIVERSITY OF CALIFORNIA - BERKELEY）
内容来源：环球科学
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