La velocidad a través de la atmósfera, muy por encima del ecuador de Júpiter, es una corriente en chorro este-oeste que invierte el rumbo en un horario casi tan predecible como el de un tren de Tokio. Ahora, un equipo dirigido por la NASA ha identificado qué tipo de ola obliga a este avión a cambiar de dirección.
Se han identificado corrientes de chorro ecuatoriales similares en Saturno y en la Tierra, donde una rara interrupción del patrón de viento habitual complicaba las previsiones meteorológicas a principios de 2016. El nuevo estudio combina el modelado de la atmósfera de Júpiter con observaciones detalladas realizadas en el transcurso de cinco años a partir deLa Instalación del Telescopio Infrarrojo de la NASA, o IRTF, en Hawai'i. Los hallazgos podrían ayudar a los científicos a comprender mejor la atmósfera dinámica de Júpiter y otros planetas, incluidos los que están más allá de nuestro sistema solar.
"Júpiter es mucho más grande que la Tierra, mucho más lejos del Sol, gira mucho más rápido y tiene una composición muy diferente, pero resulta ser un excelente laboratorio para comprender este fenómeno ecuatorial", dijo Rick Cosentino, un becario postdoctoralen el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland, y autor principal del artículo publicado en el Journal of Geophysical Research-Planets.
La corriente en chorro ecuatorial de la Tierra se descubrió después de que los observadores vieron restos de la erupción del volcán Krakatoa en 1883 transportada por un viento hacia el oeste en la estratosfera, la región de la atmósfera donde los aviones modernos alcanzan altitud de crucero. Más tarde, los globos meteorológicos documentaron un viento hacia el esteen la estratosfera. Los científicos eventualmente determinaron que estos vientos invirtieron el rumbo regularmente y que ambos casos eran parte del mismo fenómeno.
El patrón alterno comienza en la estratosfera inferior y se propaga hasta el límite con la troposfera, o la capa más baja de la atmósfera. En su fase hacia el este, se asocia con temperaturas más cálidas. La fase hacia el oeste se asocia con temperaturas más frías. El patrón esse llama oscilación cuasi bienal de la Tierra, o QBO, y un ciclo dura unos 28 meses. La fase de QBO parece influir en el transporte de ozono, vapor de agua y contaminación en la atmósfera superior, así como en la producción de huracanes.
El ciclo de Júpiter se llama oscilación cuasi-cuadrienal, o QQO, y dura aproximadamente cuatro años terrestres. Saturno tiene su propia versión del fenómeno, la oscilación cuasi periódica, con una duración de aproximadamente 15 años terrestres. Los investigadores tienen unacomprensión general de estos patrones, pero aún se está calculando cuánto contribuyen los diversos tipos de ondas atmosféricas a impulsar las oscilaciones y cuán similares son los fenómenos entre sí.
Estudios anteriores de Júpiter habían identificado el QQO midiendo temperaturas en la estratosfera para inferir la velocidad y dirección del viento. El nuevo conjunto de mediciones es el primero en abarcar un ciclo completo del QQO y cubre un área mucho más grande de Júpiter. Observaciones extendidassobre un gran rango vertical y latitudes que abarcan desde aproximadamente 40 grados norte hasta aproximadamente 40 grados sur. El equipo logró esto montando un instrumento de alta resolución llamado TEXES, abreviatura de Texas Echelon Cross Echelle Spectrograph, en el IRTF.
"Estas mediciones pudieron sondear finas rebanadas verticales de la atmósfera de Júpiter", dijo la coautora Amy Simon, científica de Goddard que se especializa en atmósferas planetarias. "Los conjuntos de datos anteriores tenían una resolución más baja, por lo que las señales se difuminaban esencialmente sobre ungran parte de la atmósfera "
El equipo descubrió que el chorro ecuatorial se extiende bastante alto en la estratosfera de Júpiter. Debido a que las mediciones cubrieron una región tan grande, los investigadores pudieron eliminar varios tipos de ondas atmosféricas de ser los principales contribuyentes al QQO, dejando a las ondas de gravedad como el principal impulsor.Su modelo supone que las ondas de gravedad se producen por convección en la atmósfera inferior y viajan hacia la estratosfera, donde obligan al QQO a cambiar de dirección.
Los resultados de las simulaciones fueron una excelente coincidencia con el nuevo conjunto de observaciones, lo que indica que identificaron correctamente el mecanismo. En la Tierra, se considera que las ondas de gravedad son las más responsables de obligar al QBO a cambiar de dirección, aunque no lo hacenparece ser lo suficientemente fuerte como para hacer el trabajo solo.
"A través de este estudio obtuvimos una mejor comprensión de los mecanismos físicos que acoplan la atmósfera inferior y superior en Júpiter y, por lo tanto, una mejor comprensión de la atmósfera en su conjunto", dijo Raúl Morales-Juberías, el segundo autor del artículo yprofesor asociado en el Instituto de Minería y Tecnología de Nuevo México en Socorro. "A pesar de las muchas diferencias entre la Tierra y Júpiter, los mecanismos de acoplamiento entre las atmósferas inferior y superior en ambos planetas son similares y tienen efectos similares. Nuestro modelo podría aplicarse aestudiar los efectos de estos mecanismos en otros planetas del sistema solar y en exoplanetas ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por NASA / Centro de vuelo espacial Goddard . Original escrito por Elizabeth Zubritsky. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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