基于Cassini ISS图像的土星云特征的客观分类
地球与行星天体物理
2017-09-26 v1
摘要
将一种聚类算法应用于卡西尼号成像科学子系统（Cassini ISS）拍摄的土星北半球连续谱和甲烷波段图像，以客观地对区域反照率特征进行分类，并辅助其动力学解释。该过程基于先前应用于地球可见光-红外图像的一种技术。它为巨行星云形态及其与动力学的关系提供了新的视角，并为分析其他类型的同步土星观测提供了气象学背景。该方法识别出六种表现出不同形态、垂直结构和优先出现纬度的聚类。这些聚类对应于：深对流单体主导的区域；低对比度区域，其中一些包含可能与斜压不稳定性相关的较薄和较厚的云层；可能含有孤立薄卷云的区域；因较薄的低层云或下沉气流导致的晴空，或因吸收性粒子而显得较暗的区域；以及相对较浅的积云区域。这些云类型之间的空间关联表明，从动力学角度看，土星上存在三种不同类型的纬度带：位于东风急流极向一侧气旋性切变区中的深对流扰动纬度；西风急流附近及其周围的受抑制对流区域；以及靠近东风急流核心及其赤道向反气旋区中的斜压不稳定纬度。这三者分别与地球热带、亚热带和中纬度地区的一些特征大致类似。特征对比度和聚类出现频率的时间变化表明，北半球对流层上层霾可能在2014年之前已增厚。
引用
@article{arxiv.1709.08549,
title = {An objective classification of Saturn cloud features from Cassini ISS images},
author = {Anthony D. Del Genio and John M. Barbara},
journal= {arXiv preprint arXiv:1709.08549},
year = {2017}
}
备注
Accepted version of manuscript; 27 pages, 14 figures