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金星大气的云层结构,通过紫外成像可见(图片来源:凯文M吉尔)
打开水龙头,观察水流落到水槽盆底的样子。就在水流落下的地方,水流动得又快又细。然后,仅在一两厘米外,水流突然变慢变粗。这种突然的转变被称为水跃。它瞬间发生,完全不起眼,而驱动太阳系中已发现的最大大气波的正是同样的过程——这道波位于金星上。
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日本的晓(Akatsuki)探测器曾传回一些令人困惑的图像。画面中显示一个有时宽达6000公里的巨大扰动反复席卷金星赤道,它穿过金星浓厚的云层,身后留下一道由更密集云层构成的深色痕迹。科学家们能清楚地看到这一现象,但始终无法对其作出解释。
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厨房水槽里的水跃(来源:Katiey89)
金星早已是太阳系中最奇特的地方之一。它的云层不只是漂移,而是超自转,绕行星运行的速度大约是行星自转速度的60倍。这在大气现象中就相当于一辆F1赛车绕骑自行车的人一圈。而这些云层中嵌套着三层不同的结构,其中下面两层人们仍知之甚少。
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现在,东京大学今村武志教授领导的团队终于解开了这个谜团。通过流体动力学模型和大气模拟,他们发现金星低层云层中一种被称为开尔文波的快速移动波会周期性地变得不稳定。当这种情况发生时,风速会突然下降,大气会堆积起来,就像水槽里的水一样。由此产生的冲击会推动一股强大的上升气流,将硫酸蒸汽推向高空,在那里凝结形成那道席卷天空的云墙。简而言之,这是太阳系中最大的水跃现象。
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我们发现了这一现象,但多年来一直