土星的大气层和云层

2016-06-20 09:31 作者:admin 来源:网络

土星的大气层和云层


大气层

土星外围的大气层包括96.3%的氢和3.25%的氦,可以侦测到的气体还有氨、乙炔、乙烷、磷化氢和甲烷。上层的云由氨的冰晶组成,较低层的云则由硫化氢铵(NH₄SH)或水组成。相对于太阳所含有的丰富的氦,土星大气层中氦的丰盈度明显低得多。

对于比氦重的元素的含量,如今所知不甚精确;但如果假设与太阳系形成时的原始丰盈度是相当的,则可估算出这些元素的总质量是地球质量的19-31倍,而且大部分都存在于土星的核心区域。[3] 


云层

土星的上层大气与木星相似(在相同定义的前提下),同样都有着一些条纹;但土星的条纹比较暗淡,并且赤道附近的条纹也比较宽。从底部延展至大约10公里高处,是由水冰构成的层次,温度大约是-23 ℃。在这之后是硫化氢氨冰的层次,延伸出另外的50公里,温度大约在-93 ℃,在这之上是80公里的氨冰云,温度大约是-153 ℃。接近顶部,在云层之上200-270千米是可以看见的云层顶端,由数层氢和氦构成的大气层。 土星的风速是太阳系中最高的,航海家计划的数据显示土星的东风最高可达500m/s(1,800公里/时)。直到航海家探测器飞越土星,比较纤细的条纹才被观测到。然而从那之后,地基望远镜也被改善到在通常情况下都能够观察到土星的这些细纹。

土星的大气层通常都很平静,偶尔会出现一些持续较长时间的长圆形特征,以及其他在木星上常常出现的特征。1990年,哈柏太空望远镜在土星的赤道附近观察到一朵极大的白云,是在航海家与土星遭遇时未曾看见的,在1994年又观察到另一朵较小的白云风暴。1990年的白云是大白斑的一个例子,这是在每一个土星年(大约30个地球年),当土星北半球夏至的时候所发生的独特但短期的现象。之前的大白斑分别出现在1876、1903、1933和1960年,并且以1933年的最为著名。如果这个周期能够持续,下一场大风暴将在大约2020年发生。

来自卡西尼号太空船的最新图像显示,土星的北半球呈现与天王星相似的明亮蓝色(见下图)。这种蓝色非常可能是由瑞利散射造成的,但因为当时土星环遮蔽住了北半球,因此从地球上无法看见这种蓝色。

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