木星大红斑缩小的新解释

木星的大红斑——太阳系中最大的风暴——正在缩小，一项新的研究可能有助于解释其原因。大红斑位于木星的南半球，是一个旋转的红橙色椭圆形高压区，宽度超过10,000英里。它以每小时200英里以上的速度持续逆时针旋转，严格意义上来说，它是一个反气旋。

近一个世纪以来，它一直在萎缩，特别是过去50年。虽然它的纬度范围保持相对稳定，但其经度范围已从19世纪末的40度收缩到2016年的14度，当时NASA的朱诺号航天器抵达该星球并进行一系列轨道飞行。

耶鲁大学艺术与科学研究生院博士生、《伊卡洛斯》杂志新研究报告的主要作者CalebKeaveney表示：“过去200年里，很多人都观察过大红斑，并且和我一样对它着迷。”

“很多人并不是专业的天文学家——他们只是充满热情和好奇心。再加上当我谈论我的工作时，我看到人们表现出的好奇心，这让我觉得自己是某个比自己更伟大的事物的一部分。”

尽管大红斑已被广泛研究，但人们对它的好奇心部分来自于它周围的许多谜团。天文学家并不知道大红斑的确切形成时间、形成原因，甚至不知道它为什么是红色的。

在这项研究中，耶鲁大学地球与行星科学系的基夫尼和他的合著者北卡罗来纳州立大学的加里·拉克曼和路易斯维尔大学的蒂莫西·道林重点关注了小型短暂风暴对大红斑的影响。

研究人员利用显式行星等熵坐标(EPIC)模型对该大红斑进行了一系列3D模拟，该模型是Dowling在20世纪90年代开发的行星大气模型。其中一些模拟了大红斑与不同频率和强度的小型风暴之间的相互作用，而另一组控制模拟则忽略了小型风暴。

模拟结果的比较表明，其他风暴的存在增强了大红斑，导致其变得更大。

“我们通过数值模拟发现，通过向大红斑提供较小的风暴，就像我们在木星上看到的那样，我们可以调节它的大小，”基夫尼说。

研究人员的建模部分基于地球大气中观测到的长期高压系统。这些系统被称为“热穹顶”或“热块”，它们经常出现在穿过地球中纬度地区的西风急流中，在热浪和干旱等极端天气事件中扮演着重要角色。

这些“块”的寿命与与较小的、短暂的天气机制的相互作用有关，包括高压涡流和反气旋。

“我们的研究对地球上的天气事件有着令人信服的意义，”基夫尼说。“与附近天气系统的相互作用已被证明可以维持和放大热穹顶，这激发了我们的假设，即木星上的类似相互作用可以维持大红斑。在验证这一假设时，我们为对地球热穹顶的理解提供了额外的支持。”

基夫尼表示，额外的建模将使研究人员能够完善新的发现，或许还能揭示大红斑最初的形成过程。