太阳系中的“怪天气”

2020-10-27 09:38于鹏翔
百科探秘·航空航天 2020年10期
关键词:海王星土星木星

于鹏翔

太阳系中的冰与火

太阳是整个太阳系最主要的热量来源,它慷慨地将热量给予离它最近的水星,而没有大气层的水星“来者不拒”,朝向太阳的那一面温度高达430℃。说到这里,你一定认为水星就是太阳系中温度最高的行星,别急,接着往下看吧。

行星的温度除了与接收到的太阳热量有关,还与行星自身的保温条件有关。行星保持热量的法宝就是大气层。我们在被窝儿中感到温暖是因为被子保持住了我们身体散发的热量。被子越厚,保温能力就越强。行星的大气层就是它的“被子”,大气层越厚,保温性能越强。金星就有这样浓密的大气层,其大气密度是地球的92倍,而且大气层中的主要成分是二氧化碳这样的温室气体。也就是说,金星的“被子”不但厚重,而且还是保温性能特别好的“大棉被”。离太阳这个大火炉很近,本身又有浓密的大气层,这样的条件使得金星荣登太阳系行星平均温度的榜首。极高的温度和浓密的大气层使得金星的大气活动非常活跃,经常会出现接连不断的雷电。电闪雷鸣的天气、流金铄石的高温共同构成了金星上的恶劣天气。

浓密的大气层会让行星变得更加温暖,那么没有大气层的行星会怎样呢?我们刚刚提到的水星就因为没有大气层,被太阳照射的一面温度高达430℃,而没被太阳照射的那一面温度则低至-180℃。610℃的温差使水星成了太阳系中单日温差最大的行星。

认识了太阳系中最热的行星,再寻找最冷的,我们就要跨越太阳系,到距离太阳最远的两颗行星上去。我们站在天王星上看到的太阳只有芝麻大小,而在更远的海王星上看,太阳会小到和周围的星星一样,难以分辨。遥远的距离让到达天王星和海王星的阳光变得极其微弱,难以为这两颗行星增温。长久以来,人们认为距离太阳最远的海王星是最冷的行星,但最新的研究发现,天王星的最低温度似乎比海王星的最低温度还要低10℃左右。极低的气温让天王星和海王星大气中的甲烷都被冻结成冰,冰冻的甲烷又使这两颗行星成为蓝色的冰巨行星。

太阳系中的风暴

见识过太阳系行星中的炽热与寒冷之后,我们再去探索另外一种常见的天气现象——风。当空气运动起来的时候我们就能感受到风的存在。在地球上一提到大风、狂风这样的词,我们会自然地想到海上生成的台风或者在陆地上肆虐的龙卷风,这样的狂风动不动就达到每小时上百千米甚至更大的风速。但是这样的风速放到太阳系中,恐怕就算不上什么了,尤其是在土星和木星这两颗气态巨行星面前,地球上的狂风大作只能算是微风拂面。作为气态巨行星,土星和木星上没有陆地和高山对空气形成的阻碍,所以这里的风可以肆意妄为。

如果你用望远镜观察过木星,一定会被它的大红斑所吸引。这个红斑就是木星上的一场巨型风暴。有多巨大呢?这个如同木星眼睛一样的大红斑可以直接“装下”两个地球。红斑中的风速高达每小时650千米。这样的风速是地球上那些超强台风的3倍。更惊人的是,从人类观察到大红斑开始,这场木星风暴已经持续约350年,而且还会继续下去。

你以为木星的大红斑就是风暴的极限了吗?2010年12月,土星也爆發了一场巨大的风暴。这场风暴的规模之大,使得土星北半球形成了一个首尾相接的环。地球上的天文爱好者用望远镜就可以观测到。当时,正在土星轨道上执行任务的卡西尼号探测器正好近距离观测到了这场风暴。经过测算,这场风暴的风速达到了每小时1 800千米,也就是说,土星上的这阵风围绕一个400米跑道转一圈所需的时间不足1秒!这场风暴如果发生在地球上,它的破坏力会让整个地球面目全非。

幸好,这种狂风只会发生在土星和木星这种气态巨行星上。像地球和火星这样的岩石行星因为有陆地对风产生的摩擦力,所以风速会小很多。不过,当风吹起陆地上的沙土又会造成另一种极端的天气状况——沙尘暴。火星上就有太阳系中最为壮观的沙尘暴。

火星的大气密度不及地球的1%,但是这里的风却很大。因为火星表面没有液态水,也不下雨,锈红色的土壤遍布火星表面,时不时吹起的狂风会把火星表面的干燥土壤高高扬起,土借风力,风借土威,一场火星沙尘暴就此肆虐。

说到这里,我们已经见识到太阳系各大行星上的怪异天气了:水星的巨大温差、金星的酷热与雷电、火星的漫天尘暴、土星和木星的巨大风暴、天王星和海王星的酷冷严寒。未来,如果我们想搬到太阳系其他星球去居住,你能想到克服这些极端天气的好办法吗?快展开想象,开动脑筋吧!

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