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木星高纬度风暴结构:由好奇号揭示的折叠纤维状区域

地球与行星天体物理 2026-01-06 v2

摘要

木星中纬至高纬度的气象由蔓延、湍动的云层形式构成,称为折叠纤维状区域(FFR)。好奇号任务通过多波段观测揭示了 FFR 的空间分布、垂直结构与能量情况。云层顶部显示出多个斑状气溶胶,被较暗的、无云的沟槽分隔,并嵌入更小的涡旋和高空积雨云。这些旋涡 FFR 在浅层探测波段(p<5p<5 巴)呈微波亮,在深层探测波段(p>10p>10 巴)呈微波暗,其过渡可能与水汽凝结层有关(6-7 巴)。将微波对比度与温度异常关联起来,这意味着旋涡在其中部以上/以下发生去辐射。尽管其根部较深(可在探测约 100 巴深度的波段中被检测到),但它们是“ pancake 涡旋”,其水平尺度至少是深度的一个数量级更大。 在北半球,FFR 在 4040^\circN 以上极化带中最为常见,特别是北极纤维状带(NPFB)位于 667066-70^\circN 附近,标志着从有组织的带/区向混沌的极地域的转变。这种分布解释了木星 458045-80^\circN 高地 lightning 率的情况,在 52.352.3^\circN 附近的带中达到高峰,这可能反映了水汽对对流的可得性。许多观察到的 lightning 闪光可归因于含有明亮风暴的特定 FFR,但也有一些 FFR 显示无活动,暗示在风暴演化期间存在停滞阶段。与地球海洋涡旋的类比表明,旋涡在中部扭曲等温面,抬升深层富水层,促进对流、释放潜热并将云层注入上层对流层。

关键词

引用

@article{arxiv.2512.15696,
  title  = {Structure of Jupiter's High-Latitude Storms: Folded Filamentary Regions Revealed by Juno},
  author = {L. N. Fletcher and Z. Zhang and S. Brown and F. A. Oyafuso and J. H. Rogers and M. H. Wong and A. Mura and G. Eichstädt and G. S. Orton and S. Brueshaber and R. Sankar and C. Li and S. M. Levin and F. Biagiotti and T. Guillot and A. P. Ingersoll and D. Grassi and C. J. Hansen and S. Bolton and J. H. Waite},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2512.15696},
  year   = {2026}
}

备注

53 pages, 29 figures, published in JGR:Planets