木星上喷流和赤道超转的形成

木星上对流层顶部的纬向流组织成交替的逆行和顺行喷流，在赤道处有一个顺行（超转）喷流。现有模型将这种流动的驱动力归因于大气层的差异辐射加热或来自深部内部的本征热通量；然而，它们未能再现木星喷流和热结构的所有大尺度特征。本文表明，如果同时考虑差异辐射加热和本征热通量的影响，并且将对流层顶部的动力学与作用于大气深处的磁流体动力学（MHD）阻力联系起来，那么解释木星喷流和热结构的困难就可以解决。由差异辐射加热产生的斜压涡旋可以解释赤道外喷流；由本征对流热通量产生的经向传播的赤道Rossby波可以解释赤道超转。纬向流深入大气层，其速度随深度变化，直至MHD阻力起作用的深度。该理论得到了一个能量自洽的木星外层大气环流模型模拟的支持。一个同时包含差异辐射加热和本征热通量的模拟再现了木星观测到的喷流和热结构，并对其尚未观测到的方面做出了可检验的预测。一个仅包含差异辐射加热但不包含本征热通量的对照模拟产生了赤道外喷流，但没有赤道超转；另一个仅包含本征热通量但不包含差异辐射加热的对照模拟产生了赤道超转，但没有赤道外喷流。