Кредитна слика: НАСА / ЈПЛ
Ако је калифорнијски универзитет из Берклија, физикална визија Јупитера тачна, џиновска планета ће доћи у велики глобални температурни помак током наредне деценије јер већина њених великих вртлога нестане.
Али навијачи Велике црвене тачке могу лако да се одморе. Најпознатији Јупитерови вртлози - који се често упоређују са ураганима Земље - остаће на месту, највећим делом због локације у близини екватора, каже Пхилип Марцус, професор са одељења за машинство у УЦ Беркелеи.
Користећи базене и вртлоге за поређење, Марцус је своју прогнозу засновао на принципима наученим у динамици флуида на нивоу млађих нивоа и на опажању да многи Јупитерови вртлози дословно нестају у танком ваздуху.
"Предвиђам да ће се због губитка ових атмосферских вхирпоола средња температура на Јупитеру променити за чак 10 степени Целзијуса, загревајући се у близини екватора и хладније на половима", каже Марцус. „Ово глобално промене температуре узроковаће да млазни токови постану нестабилни и на тај начин ће се рађати нови вртлози. То је догађај који ће чак и астрономи из дворишта моћи да виде. "
Према Марцусу, скорашње промене сигнализирају завршетак Јупитеровог тренутног климатског циклуса од 70 година. Његова изненађујућа предвиђања објављена су у броју за 22. април часописа Натуре.
Олујна атмосфера Јупитера има десетак млазних токова који путују у наизменичним правцима истока и запада, а брзине такта могу бити веће од 330 миља на сат. Као и на Земљи, вртлози на Јупитеру који се окрећу у смеру казаљке на сату на северној хемисфери сматрају се антициклонима, док се они који се окрећу у смеру супротном од казаљке на сату циклони. Супротно је на јужној хемисфери, где су вртлози у смеру казаљке на сату циклони, а центрифуге у смеру казаљке на сату су антициклони.
Велика црвена тачка, смештена на јужној хемисфери, носи титулу највећег Јупитеровог антициклона; који се протеже у ширини од 12 500 миља, довољно је велики да Земљу прогута два до три пута.
За разлику од циклонских олуја на Јупитеру, урагани и олује Земље повезани су са системима ниског притиска и распршују се након дана или недеља. Велика црвена тачка је, у поређењу, систем високог притиска који је стабилан више од 300 година и не показује знакове успоравања.
Пре око 20 година, Марцус је развио рачунарски модел који показује како се Велика црвена тачка појавила и како је издржала у хаотичним турбуленцијама Јупитерове атмосфере. Његови напори да објасни динамику којом влада и други вртлози на Јупитеру довели су до његове тренутне пројекције предстојећих климатских промена планете.
Каже да је тренутни 70-годишњи циклус започео формирањем три различита антициклона - Белог овала - који су се развили јужно од Велике црвене тачке 1939. „Рођење Белих овала видело се телескопима на Земљи“, каже он. "Верујем да имамо сличну посластицу у наредних 10 година."
Марцус каже да прва фаза климатског циклуса укључује формирање вртложних улица које стрше према млазним токовима према западу. Антициклони се формирају на једној страни улице, док циклони на другој страни, без два вртлога који се окрећу у истом правцу који су директно један поред другог.
Већина вртлога полако пропада са турбуленцијом. У другој фази циклуса, неки вртлози постају довољно слаби да се заробе у повременим коритима или Россби таласима који се формирају у млазном току. Вишеструки вртлози могу се ухватити у истом кориту. Када то ураде, путују скупа, а турбуленције их могу лако спојити. Кад су вртлози слаби, заробљавање и спајање се наставља све док на свакој вртложној улици не остане само један пар.
Запажени нестанак двају Белих овала, једног у 1997. или 1998., а другог 2000. године, пример је спајања вртлога у другој фази, и као такав, наговестио је "почетак краја" тренутног климатског циклуса Јупитера, каже Марцус.
Зашто би спајање вртлога утицало на глобалну температуру? Марцус каже да је релативно уједначена температура Јупитера - где су температуре на половима скоро исте као и код екватора - последица хаотичног мешања топлине и струјања ваздуха из вртлога.
"Ако избаците читав низ вртлога, зауставите сво мешање топлоте на тој ширини", каже Марцус. „Ово ствара велики зид и спречава транспорт топлоте од екватора до полова.“
Једном када нестане довољно вртлога, атмосфера планете ће се загријати на екватору и охладити на половима за чак 10 степени Целзијуса у свакој регији, што је трећа фаза климатског циклуса.
Ова промена температуре дестабилизује млазне токове, који ће реаговати постајући таласасти. Таласи се стрмоглављују и распадају се, као на плажи, али они се затим окрећу у нове велике вртлоге у четвртој фази циклуса. У петој и последњој фази климатског циклуса, нови вртлози смањују се и они се насељавају у вртложне улице како би започели нови циклус.
Слабљење вртлога настаје услед турбуленција и дешава се постепено током времена. Потребно је око пола века да се новоформирани вртлози постепено смање, да би могли бити ухваћени у корито млазног тока, каже Марцус.
Срећом, близина Великог црвеног тачке спашава га од уништења. За разлику од Јупитерових осталих вртлога, Велика црвена тачка преживљава једући своје суседне антициклоне, каже Марцус.
Марцус напомиње да се његова теорија о Јупитеровом климатском циклусу ослања на постојање приближно једнаког броја циклона и антициклона на планети.
Пошто су знакови вртлога облаци које стварају, лако је било пропустити присуство дугоживих циклона, каже Марцус. Објашњава да за разлику од различитог места антициклона, циклони стварају обрасце филаментних облака који су мање јасно дефинисани.
"С обзиром на то, лако је помислити да Јупитером доминирају антициклони, јер се њихови облаци који се окрећу јасно показују као бикове очи", каже Марцус.
У раду Натуре, Марцус представља компјутерску симулацију која показује да топли центар и хладнији обод циклона стварају изглед филаментних облака. Супротно томе, антициклони имају хладне центре и топлије ободе. Кристали леда који се формирају у центру антициклона набубре и померају се на стране где се топе, стварајући тамнији ковитлач који окружује центар светлије боје.
Марцус приступа проучавању планетарних атмосфера са нетрадиционалног гледишта флуидног динамичара. "Своје прогнозе заснивам на релативно једноставним законима динамике вртлога уместо на кориштењу волуминозних количина података или сложених атмосферских модела", каже Марцус.
Марцус каже да би лекција о Јупитеровој клими могла бити да мале сметње могу изазвати глобалне промене. Међутим, он упозорава да се исти модел не примени на климу Земље, на шта утичу многи различити фактори, природни и људски.
"Ипак, важно је имати различите" лабораторије "за климу", каже Марцус. „Проучавање других светова помаже нам да боље разумемо своје, чак и ако они нису директно аналогни.“
Марцусова истраживања подржана су бесповратним средствима из НАСА-иног програма за порекло, Националне научне фондације за астрономију и физику плазме и Националне лабораторије Лос Аламос.
Изворни извор: УЦ Беркелеи Невс Релеасе
