木星瞪著暴風眼
2017諾貝爾獎黃相輔
「大紅斑」一向是木星最顯著的特徵了。在天氣良好的情況下,用口徑10公分以上的天文望遠鏡,就能看到大紅斑及木星大氣層清楚的條紋結構。早在西元1665年時,法國科學家卡西尼就描述木星上有個「明顯的大斑」─雖然我們無法證實他看到的是否跟現在的大紅斑為同一個斑點。可以確定的是,根據19世紀起比較明確的觀測紀錄,大紅斑至少已持續存在了200年。這200年以來,它的大小正逐漸縮減:原本它的寬度容納得下二個地球並排,現在已縮小到1.3個地球這麼寬。有朝一日大紅斑可能將完全消失。
許多飛越或環繞木星的太空探測船,都曾拍攝大紅斑的影像,就近一睹它神祕又壯觀的身影。最近的例子就是由美國太空總署(NASA)發射、去年抵達木星開始執行任務的朱諾號探測器(Juno)。朱諾號已多次近距離飛掠木星,今年7月10日則飛越大紅斑上空,距離這龐然巨物僅有9000公里遠,是有史以來最靠近大紅斑的一次,並趁機拍攝了許多大紅斑的近照。照片中,條紋狀的雲層在暗紅色的中心區域周圍如油彩般纏繞盤旋,將這顆巨眼妝點得無比絢爛。NASA的行星科學部門主任葛林(Jim Green)形容,不論是就藝術或科學層面而言,木星的大紅斑都是「完美的風暴」。
擁有大紅斑的木星,乍看之下是不是很像希臘神話裡的「獨眼巨人」?其實它也有不為人知的另一面。朱諾號也拍攝到除了大紅斑之外的其他木星渦旋。其中最令人驚異的,莫過於木星極區密密麻麻的風暴了。木星南極上空簇擁著大大小小的渦旋,呈現雜亂又多變的面貌,同樣的狀況也出現在北極。從極區俯瞰,木星彷彿變身成另一種希臘神話裡的怪物「百眼巨人」了!木星紊亂的極區渦旋、醒目的大紅斑,在在顯示這顆行星活躍的大氣運動。它們的型態,不禁令人聯想到地球上諸如颱風、龍捲風等劇烈的天氣現象。
地球上的氣旋
我們日常生活中熟悉的許多天氣現象,都是地球大氣活動的變化造成的。大氣壓力的分布並不均勻,就好比地勢有高低起伏一樣,氣壓也會有高壓區、低壓區的差別,而空氣從高壓區向低壓區流動就產生了氣流,也就是風。
夏季時,在熱帶溫暖的海洋上常有低氣壓形成。海洋表面的空氣飽受日照,吸收了蒸發的水氣,使得這些空氣既溫暖又潮濕。暖濕的空氣向上升,周圍的冷空氣流入補充,又受熱變成暖空氣上升,如此周而復始,使得此低氣壓區域對流旺盛。低壓中心周圍的氣流持續向內急速旋入,中心氣流上升,風速也愈來愈強,有如一個龐大的空氣旋渦,在氣象學上稱之為「氣旋」。氣旋的強度依其中心附近的風速而定,當強度超過一定標準,就成為「颱風」或「颶風」了。這個標準依各國定義有所不同。依據中央氣象局的標準,只要中心附近最大風速超過每小時34浬(每秒 17.2公尺),就是「輕度颱風」以上的風暴了。......
[更多詳細內容請參閱《科學少年》2017年12月 ]