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這是一張卡西尼號探測器獲取的假彩色合成圖像,顯示土星巨型風暴系統的尾部

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這是一系列卡西尼號探測器拍攝的圖像,顯示此次巨型風暴系統的發展過程

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這兩張假彩色圖像顯示的是在一個“土星日”內這個巨星風暴系統內部一些細小細節上出現的變化

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【土星巨型風暴橫貫整個北半球:面積超10個地球】這張照片拍攝于2010年12月5日,這是科學家們首次注意到這個風暴的雛形,此時它不過是一個不起眼的小點子(這張圖像右上方接近晨昏線附近,可以看到很不起眼的一個小白點)
美國宇航局正在土星軌道運行的卡西尼號探測器拍攝的大量圖像和錄像記錄了一個在這顆氣態星球北半球肆虐近一年的巨型風暴 。這些圖像數據顯示在大約一年前,土星北半球出現了一個小白點,具體時間大約是在2010年的12月5日 。這個起初不怎么起眼的“小不點”隨后卻突然迅速發展壯大 , 到2011年的1月份 , 它已經發展成為一個橫貫土星北半球的巨型風暴系統 。
目前這個巨型風暴的南北直徑已經超過9000英里(約合1.5萬公里) , 超過了一個地球直徑 。這是有史以來在土星大氣中觀察到的規模最大的風暴 。就在卡西尼號探測器拍攝到首幀土星風暴圖像的當天,飛船上搭載的無線電和等離子體波探測設備也記錄到了風暴發出的電活動信號,數據顯示這是一個劇烈的對流雷暴系統 。其劇烈對流大約于今年6月底開始衰減,但是風暴系統攪動產生的巨型云系依舊在土星大氣中遲遲沒有消散,留存至今 。
這個對流活動持續200天的雷暴云系也讓它成為有記錄以來持續時間最久的土星雷暴系統 。之前的紀錄保持者是1903年觀測到的一個土星雷暴系統 , 當時它持續了大約150天 。而21年前美國哈勃空間望遠鏡拍攝到的一次相似規模的風暴僅僅持續了55天 。
安德魯·林格索爾(Andrew Ingersoll)是來自加州理工學院的卡西尼探測器項目科學家,是一名成像小組成員,他說:“說起來這個土星風暴更像是一次火山爆發而不是天氣系統 。其內部的壓力積聚經歷很很長時間,然后發生了這樣的風暴 。有關這一點,神秘之處在于這里并沒有什么巖石去阻止這種能量散發 , 那么究竟是什么機制在那么多年里阻止這種能量爆發的呢?”
作為成像小組“土星風暴觀測行動”的一部分,小組控制卡西尼號探測器拍攝了數以百計的這一風暴云系的圖像 。這一工作是見縫插針地完成的,因為所有觀測任務都是事先安排好的,卡西尼的相機必須負責對土星,它的光環和許多衛星目標進行成像,只有在這些任務執行的空擋,小組成員們才能抓拍土星風暴的壯觀影像 。結合卡西尼號自2004年以來獲取的大量土星照片資料 , 科學家們現在可以追溯這個巨型風暴形成之前的土星大氣變化狀況 , 進而從中了解風暴的形成機制,風速變化以及這種變化發生的高度 。
這個風暴系統最初出現的位置大致是在土星北緯35度左右,隨后擴展到整個土星表面,覆蓋大約50億平方公里的面積(相當于10個地球的表面積) 。在此之前卡西尼號探測器觀測到的最嚴重風暴發生在土星南半球一個被叫做“風暴走廊”的緯度帶,顧名思義這里經常發生風暴事件 。那場風暴持續了數個月,從2009年一直延續至2010年 。事實上那場風暴是幾場單獨的小型風暴組成的 , 它們每一個的延續時間都在5天左右,因此僅能對局地氣候造成影響 。然而現在我們觀察到的這個巨型風暴規模不可同日而語,它持續超過200天,幾乎影響了整個土星北半球1/5地區的氣候特征 。
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