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\ begingroup美元

我在看一些关于木星的文章,偶然发现这篇文章它说大红斑使上层大气非常非常热。就像“比熔岩还热”。这显然是由于大的声波和大气引力波(不是引力波),当大口袋的空气碰撞时产生,产生巨大的湍流,将原子送入上层大气并加热:

巨大的风暴释放出巨大的声波和大气重力波——当大口袋的空气碰撞时产生——具有巨大的动能,使原子四处飞舞,并提高了“斑点”上方的大气温度。

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然而,我来这里不是为了问木星的大红斑或任何天文问题。这些信息不会成为问题的实际部分,因为上面的信息只是暗示我从哪里得到这个想法。这篇文章只是勾起了我对大气物理学的好奇心。然而,让我们转向真正的问题。

在地球上,我们确实有大风暴。不是行星大小的风暴,而是整个国家大小的风暴。例如,台风蒂普直径超过2000公里。台风Tip也是一个令人难以置信的动荡环境,空气袋相互碰撞。此外,闪电和强风可能会产生巨大的声波,将原子散射开,并将上层大气加热到灼热的温度。它不仅仅局限于台风蒂普,其他高能飓风,如卡特里娜,帕特丽夏等,都是非常高能的飓风,可以产生声波和足够的湍流,使上层大气升温。

除了飓风,地球上还有大量极其动荡的现象,如超级单体、derechos、飑线等。这些环境有大量的风切变、强风、上升气流和下降气流,这些都有能力产生强烈的湍流。雨水和冰雹相互碰撞,形成闪电,应该会产生足够的声音和湍流,使上层大气升温。

然而,这种现象不会发生在地球上。地球的上层大气真的非常非常冷,除了热层,热层确实非常热,但它是弥漫的,加热均匀,不像木星上的风暴会加热它们上方的上层大气。

为什么陆地风暴不会使上层大气升温?

\ endgroup美元
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    1回答1

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    \ begingroup美元

    首先重要的是区分你所说的上层大气是什么意思。天气发生在对流层。对流层顶(对流层和平流层之间的边界,这是一个动态边界)通常防止两个低层大气之间的混合。

    气象学家通常认为上层大气是对流层的上层,通常关注的是250mb压力面级别的信息,那里通常存在急流。从这个意义上说,这两种热带气旋(更像热机)都将热量从地表向上输送到高层大气中。同样的情况也发生在温带气旋(锋面系统)中,冷空气在暖空气下面推动,抬升暖气团。

    在这两种情况下,热量向上移动,但它可以自由地辐射到对流层上层的空间,因为对流层顶以上的大气对红外辐射几乎完全透明。就对流层上层而言,红外辐射不断向太空逃逸,大气运动也通过对流层上下移动热量。地球表面的所有红外辐射都试图逃逸到太空中。温室气体和云层主要减缓/阻止部分辐射的逸出。这就是为什么温室气体(在适当浓度下)对地球上的生命是必要的,没有它们,所有的红外辐射都将逃逸到太空,地球将变得难以忍受的寒冷。

    任何行星大气中特定水平的化学成分决定了如何“处理”太阳和地球辐射。在地球上,平流层中的臭氧层与某些波长的紫外线辐射有强烈的相互作用,而不是红外辐射。在木星和金星等其他行星上,大气上层的气体成分可能与红外辐射相互作用更强。或者,就像你提到的,可能由于其他形式的能量转移而被摩擦加热。

    热带气旋资料:https://www.noaa.gov/jetstream/tropical/tropical-cyclone-introduction

    \ endgroup美元

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