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木星大氣層
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木星的大氣層是太陽系內最大的行星大氣層,主要由和太陽的比例大致相當的氫氣和氦氣構成,其他包括甲烷、氨、硫化氫和水等化學成分豐度極低。由於水被觀測到的含量較少,因此通常被認為只存在於大氣層深處。氧、氮、硫和惰性氣體的豐度約為太陽的三倍[2]。
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木星的大氣層缺乏明確的下邊界,它的下層逐漸變化為行星內部的液體[3]。大氣層由低到高依次分為為對流層、平流層、增溫層和散逸層,各層都有不同的溫度梯度特徵[4]。位於最底部的對流層是一個由氨、硫氫化銨和水組成的複雜的雲霧系統[5]。位於可見的木星表面的高層氨雲形成12個平行於赤道的緯向區域,並且被稱為噴流的強緯向氣流(風)所分隔,表現出大氣層超旋轉現象。這些緯向區域的顏色各不相同,較暗的區域稱為帶(belt),而較亮的區域稱為區(zone)。區的溫度比帶低,其中多為上升氣流,而帶則以下降氣流為主[6]。通常認為區中較淺的顏色是由氨冰形成的,但還沒有明確了解形成顏色較深的帶的物質[6]。這些帶狀結構和噴流的形成機理尚未被完全解釋,不過目前存在幾類模型,如淺水模型(shallow model)和深層模型(deep model)[7]。
木星的大氣層表現為大量且廣泛的大氣活動,包括波段不穩定、渦旋(氣旋和反氣旋)、風暴和閃電[8]。渦旋通常呈現為巨大的紅色、白色或棕色的圓形或橢圓形斑點,最大的兩個斑點是大紅斑(GRS)[9]和也呈紅色的橢圓形BA[10]。這兩個和許多其他的大斑點都是反氣旋。較小的反氣旋往往表現為白色。渦旋是較為淺層的結構,深度不會超過數百公里。位於南半球的大紅斑,是太陽系中已知最大的渦旋,它足以容納兩到三個地球,並且已經存在了至少300年。橢圓形BA在大紅斑的南邊,大小是大紅斑的三分之一,是在2000年由3個白色的橢圓合併形成的[11]。
木星上有威力強大、經常伴著閃電的風暴,是由大氣中的潮濕對流以及水的蒸發與凝結帶來的。在風暴中大氣呈現劇烈的上升氣流,從而形成明亮而稠密的雲層。木星上的雷擊強度是地球上的數百倍,而這一切可能與以水為主要成分的雲有關[12]。朱諾號最近的觀測表明,木星的雷擊發生在水雲的高度(3-7巴)以上[13],其中,下落的液態氨水滴與冰粒之間的摩擦形成的電離可能會產生高空閃電[13]。 之前在1巴以上260公里處的高度也觀測到過中高層大氣放電[14]。