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金星轨道器红外成像首次揭示金星夜间天气
2021-07-23 10:32:19 来源:前瞻网 编辑:

根据天基红外成像技术所做的天气预报,金星晚上会出现与日间相反的逆风。这是金星第一次在夜间被“清楚地观测到”天气模式,因为在地球上观测这颗地狱般的行星夜间的情况,是很困难的。

地球和金星有很多共同之处,因为它们都位于被称为“宜居带”的同一轨道区域,有可能存在液态水和生命。它们不仅在大小和质量上相似,而且都有固体表面和狭窄的大气,以及不同的天气模式,金星曾经有液态水。

但在没有阳光直射的情况下,观察行星夜间的天气模式是非常困难的,但日本研究小组从轨道飞行器上进行了红外观测,然后努力抑制噪声,并叠加不同的图像,以获得清晰的图像。

东京大学的科学家利用金星气候轨道器“晓”号(Akatsuki)探测器发现,金星上的夜风与日间风的方向是恰恰相反的。

研究人员认为,昼侧的“极向环流”和新发现的夜侧的“赤道环流”,可能助长了整个行星的超旋转,即赤道周围整个天气系统的凶猛的“东西环流”。

他们希望这次观测,能让天文学家建立更精确的金星天气模型,这也有助于了解地球的天气模式。

科学家对金星或太阳系其他行星的夜间天气知之甚少。这是由于缺乏阳光,使成像困难。现在,研究人员已经设计出一种方法,利用金星轨道飞行器“晓”号上的红外传感器,来揭示金星夜间天气的第一个细节。

他们的分析方法,也可以用来研究包括火星和气体巨星在内的其他行星。这些方法还可以让研究人员通过研究和比较其他世界,更多地了解支撑地球天气系统的机制。

为了实现这一目标,研究人员需要在红外光波长下日夜观察金星上的云团运动。然而,到目前为止,只有面向阳光的一面,天气状况是比较容易了解的。

以前,对夜间天气的一些有限的红外观测是可能的,但这些观测太过有限,无法描绘出金星整体天气的清晰画面。

“晓”号于2010年发射,是日本首个环绕另一颗行星运行的探测器,目标是利用飞船上的各种仪器观测金星及其天气系统。其携带的红外成像器,并不依赖太阳的照明来观察,但即使这样也不能直接分辨出金星夜景的细节。

“直接图像中的小规模云模式很微弱,经常难以从背景噪声中分辨出来。为了看到细节,我们需要抑制噪音。”研究人员称:“然而,金星是一个特殊的例子,因为整个天气系统都在快速旋转,所以我们必须补偿这种运动,即‘超级旋转’,以突出有趣的形成供研究。”

“超级旋转”(Super-rotation)是地球上所没有的一种重要的气象现象。Imamura和他的团队探索了维持这种“超级旋转”的机制,并认为金星晚上的天气特征可能有助于解释这种现象。

“我们终于可以观测到夜间的南北向风,也就是所谓的经向环流。令人惊讶的是,它们的运行方向与白天的运行方向相反。”

研究人员表示:“这一发现可以帮助我们建立更精确的金星天气系统模型,有望解决一些有关金星天气、甚至地球天气的长期悬而未决的问题。”

美国航天局(NASA)最近宣布了两项探索金星的新任务,分别是“达芬奇+”(vinci +)和“真理”(Veritas)探测器,欧洲航天局(European space agency)也宣布了一项新的金星任务,名为“愿景”(EnVision)。

结合“晓”号的观测能力,Imamura和他的团队希望他们很快就能探索金星的气候,不仅是现在的形式,还能探索金星的地质历史。

他们的研究结果近日发表在《自然》(Nature)杂志上。

关键词: 金星 夜间天气 风向相反 由南到北

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