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木星最快顺行急流附近对流事件的后续效应:对云、动力学与垂直风切变的启示

地球与行星天体物理 2021-06-22 v1

摘要

2424^{\circ} N 急流毗邻北热带带与北热带区,是木星上最快的顺行急流,速度超过 170170 m/s。在该区域,观测显示若干周期性对流羽流,可能源自水凝结释放的潜热,其影响了该急流的云与纬向风结构。我们利用显式行星混合等熵坐标模型(Explicit Planetary hybrid-Isentropic Coordinate model)及其活跃微物理方案对该区域建模,以研究急流区域内水云与氨云的现象学。在扰动大气时,我们发现发展出一个直接影响急流内云结构的上对流层波。该波在我们的模型中以 75\sim75 m/s 传播,并导致氨云层中出现周期性人字形特征。这些特征随波速移动,因而远慢于云层处的纬向风。云结构以及较慢的漂移率在 2016 年与 2020 年该区域对流爆发后均被观测到。我们发现上层环流是对流爆发后续这些云特征的成因。这些特征相对于急流风速的观测漂移率较慢,对云顶上方的垂直风切变给出了约束,并且我们建议由云追踪确定的风速应对应于与 680680 hPa 气压层不同的高度。我们还诊断了大气因水凝结产生的对流潜力,发现其与波强耦合。

关键词

引用

@article{arxiv.2106.07809,
  title  = {The aftermath of convective events near Jupiter's fastest prograde jet: implications for clouds, dynamics and vertical wind shear},
  author = {Ramanakumar Sankar and Chloe Klare and Csaba Palotai},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2106.07809},
  year   = {2021}
}

备注

19 pages, 17 figures, accepted for publication in Icarus