利用 Juno 探测木星大红斑的深度：一种 Slepian 方法
地球与行星天体物理
2019-04-10 v1
摘要
木星最显著的大气特征之一——大红斑（GRS）——已被观测了两个多世纪，但对其在观测云层以下的结构与动力学知之甚少。尽管其反气旋涡旋的外观表明它可能是一个浅层天气层特征，但对其漫长的观测时间跨度意味着它很可能具有深层的根基，否则它早已被木星湍流大气所撕裂。确定 GRS 的深度不仅有助于阐明控制 GRS 的过程，也有助于理解木星大气的整体动力学。Juno 任务飞越 GRS 的单次飞掠（PJ7）利用微波辐射计测量发现，GRS 至少有几百公里深（Li et al. 2017）。接下来飞越 GRS 的飞掠（PJ18 和 PJ21）将允许进行高精度重力测量，从而用于估计 GRS 风场穿透云层以下的深度。在此，我们提出了一种基于新重力测量和 Slepian 函数方法来确定 GRS 深度的新方法，该方法能够有效表示风场引起的空间受限重力信号，并在有限测量条件下高效确定 GRS 的深度。我们表明，利用该方法，当风场深度超过 300 公里时，GRS 的重力信号应可被探测到，且具有取决于深度的合理不确定性（例如，当 GRS 深度为 1000 公里时，不确定性为 100 公里）。
引用
@article{arxiv.1903.09956,
title = {Determining the depth of Jupiter's Great Red Spot with Juno: a Slepian approach},
author = {Eli Galanti and Yohai Kaspi and Frederik J. Simons and Daniele Durante and Marzia Parisi and Scott J. Bolton},
journal= {arXiv preprint arXiv:1903.09956},
year = {2019}
}