星球们的狂野天气

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地球天气最温和

你可能觉得地球上有些地方或有些时候的天气很恶劣，但无论你现在在地球何处，至少相对于太阳系的其他星球，地球拥有的气候条件已经算是最好的了。

地球之所以会有最好的天气，那是因为地球自身拥有很多独特的特征：它的大小，它与太阳的距离，它的轴倾斜、轨道和旋转周期，以及它的化学成分。而地球上的很多天气类型基本上可以用一个词来概括：“水形式”（各种水参与的形式）。同时，还有大气层和磁场保护人们免受太阳剧烈辐射的伤害。种种特点创造了独一无二的地球，也使得地球上的天气比一些行星邻居温和得多。

太阳系中每一颗行星的天气都受到很多因素影响，但它们都有一个共同的影响因素：太阳。日光层是太阳大气层的一部分，它的影响范围很广，最远甚至可达冥王星周边，因此地球和其他行星会有一些相同的气候。

比如，2014年，美国宇航局戈达德太空飞行中心的研究人员发现了一种现象，地球上一些比较常见的天气在金星也有，不过却是剧烈版本的。一种被称为热流异常（HFA）的太阳风，由爆炸产生的巨大能量造成。这种太阳风在地球上受到磁层影响而发生偏转，然而，金星没有磁层，所以爆炸的能量可以“覆盖”整个金星。

现在，人类正在探索火星等其他星球气候的详细模式，也许了解其他星球上类似的天气，有助于我们预测和应对地球的气候变化。

那么，其他星球的奇怪天气都有哪些呢？

木星大红斑

太阳系中最大的行星――木星有一个明显的特征，即位于南赤道带以南约23度的地方存在着一个大风暴，俗称“大红斑”。令人震惊的是，大红斑的肆虐已经超过400年，它分布在高空中，比周围的云层温度低得多。它以逆时针的方向旋转，完成一个完整的旋转需要6个地球日，目前大红斑宽度相当于2个地球。其实，在过去100年里大红斑的规模已经缩小了一半。

大红斑和地球上的风暴不同。地球台风在登陆后，受到阻力影响会渐渐减弱，然后消失。然而，木星内产生的热量会不断补充给大红斑，加上木星是气态星球，这些条件导致大红斑肆无忌惮地在木星上肆虐。

木星的大气层由云带组成，会因为环绕整个木星的高空急流系统而发生旋转。与大红斑北面相接的是一股东向急流，而与南部相接的是一股西向急流，它们共同作用，维持大红斑的形状，大红斑四周是强劲的狂风，但中心是小风。

大红斑的颜色可能是由硫酸化合物引起的，能从白色变成暗红色，有时却是不可见的。这些颜色的变化似乎和南赤道带的颜色变化相对应，但却是无法预测的。

火星上的沙尘暴

当说到地球的沙漠，我们的脑海里随之出现的画面似乎就是黄沙滚滚的沙尘暴了。类似地，在火星这颗红色的星球，气候极度干燥，到处都是灰尘和岩石，而它的沙尘暴可以持续几个星期！

这些沙尘暴发展得很快，可以覆盖火星的大部分地区。因为火星大气非常稀薄，太阳照到大气层时，空气中的细微颗粒会随着大气层的升温而飘浮上升。

火星稀薄的大气层根本无法保存热量，加上其轨道是偏心椭圆形的，因此它的气温相当极端――近日点和远日点之间的温差达到约170℃，温度可以低至-143℃（冬天），也可以高达35℃（夏天）。火星的夏天，也就是热量徘徊在赤道周边时，沙尘暴更容易形成。

土星的六角形急流和钻石雨

在地球上，数条围绕地球的强而窄的高空急流带，集中在对流层顶，在中高纬度西风带内或在低纬度地区都可出现。高空急流一般是圆形的，但土星喜欢特立独行。

1980年，美国的“旅行者1号”探测器在太空执行任务时，在土星的北极发现了一件有趣的事：这里被一个高空急流包围着，而该急流并不是常见的圆形急流，而是六角形的。它的直径约3万千米，大到足以装进4个地球。当然，高空急流围绕着一个漩涡中心来旋转，速度和土星旋转速度相同（土星的一天大约有10.5小时）。

英国牛津大学的物理学家在实验室里模拟了这个六角形急流形成的过程：以一个圆柱形状的水流作为土星的大气，在它的内部有一个环形流，代表着高空急流。圆柱形状的水流放置在可旋转的桌子上，内部的环形流旋转的速度比水流快。旋转的速度越快，环形流就变得越不圆了。旋转的水流和环形流之间的差异，再加上速度的差异，就会出现不同的形状。因此，研究人员认为，土星的六边形高速急流与土星独特的大气有关。

除了六角形急流，土星还有一个特点――天上掉下钻石雨。一些研究人员认为，土星的闪电风暴可能会导致钻石的沉淀，沉淀的钻石重量达每年100万千克。雷电轰击大气中的甲烷，释放其中的碳原子，接着这些碳原子粘在一起，向土星的核心区漂移。在温度和压力作用下，碳被压缩成石墨和钻石，钻石的直径最终可达到1厘米。然而，当钻石到达核心区时，会在7727℃的高温下被熔化掉。

海王星的无敌强劲风

太阳系中最的行星有一些非常极端的天气，比如距离太阳最远，太阳系最冷的天体之一的海王星，云顶表面的温度低于-200℃。但这不算什么，真正令天文学家印象深刻的是它那里的风。海王星是太阳系狂风的乐园，这里的风速最高可超过2100千米/小时――大概是战斗机的速度。相比之下，地球上的最快风速一般为400千米/小时。

这些强风和海王星的旋转方向相反。产生强风的原因，天文学家们有两种观点。一种观点是，这些强风通常都是盘旋在大气层的高空中，风的厚度小于1000千米，这意味着，产生这些风的过程发生在海王星高空，可能是由于大气中水分的冷凝和蒸发作用引起的。另一种观点是，这些过程发生在较低大气层中，由于海王星内部热量遇到表面上的极端低温，巨大温差导致核心区收缩，从而产生风。如果风在大气层下方也盛行，它们也可能是强风。因为海王星的表面，没有任何东西来减慢风的速度。

木星的极光

地球上的极光是那么美丽，吸引人们的关注。其实木星也有极光，而且极光本身比整个地球还要大。这些极光的功率可达100万兆瓦。

地球上的极光是由太阳风暴造成的，但是木星的极光是自我生成。当木星旋转时，会产生电，并将带电粒子（离子）注入到大气中，造成了一种反应，产生了美丽的极光。而极光的离子源可能来自于木星的卫星木卫一，但科学家们还不知道它们是如何被木星利用的。

拓展阅读

太阳和日光层观测台（SOHO）

发射时间：1995年

在地球周围的晕轨道附近执行任务。人们让它来探测太阳，但它也发现2000多颗彗星。

斯皮策空间望远镜（SST）

发射时间：2003年

它的轨道非常独特――躲在地球的后面，与地球保持同样的角速度绕太阳旋转。斯皮策空间望远镜发现了褐矮星（非常小的恒星）的天气情况。

级联小卫星和电离层的极地探险家（CASSIOPE）

发射时间：2013年

这是一个特别设计的小卫星，用来收集太阳风暴影响地球的数据，比如太阳在地球大气层制造的极光以及对电磁的干扰。

全球降水观测（GPM）

发射时间：2014年

为人们提供台风、暴雨或者大雪的4D图。为长期的气候研究和日常天气预报服务。

深空气候观测台卫星（DSCOVR）

发射时间：2015年

主要用来监测有可能对地球造成破坏的太空天气，如太阳耀斑。