太陽系中的“怪天氣”

于鵬翔

太陽系中的冰與火

太陽是整個(gè)太陽系最主要的熱量來源，它慷慨地將熱量給予離它最近的水星，而沒有大氣層的水星“來者不拒”，朝向太陽的那一面溫度高達(dá)430℃。說到這里，你一定認(rèn)為水星就是太陽系中溫度最高的行星，別急，接著往下看吧。

行星的溫度除了與接收到的太陽熱量有關(guān)，還與行星自身的保溫條件有關(guān)。行星保持熱量的法寶就是大氣層。我們?cè)诒桓C兒中感到溫暖是因?yàn)楸蛔颖３肿×宋覀兩眢w散發(fā)的熱量。被子越厚，保溫能力就越強(qiáng)。行星的大氣層就是它的“被子”，大氣層越厚，保溫性能越強(qiáng)。金星就有這樣濃密的大氣層，其大氣密度是地球的92倍，而且大氣層中的主要成分是二氧化碳這樣的溫室氣體。也就是說，金星的“被子”不但厚重，而且還是保溫性能特別好的“大棉被”。離太陽這個(gè)大火爐很近，本身又有濃密的大氣層，這樣的條件使得金星榮登太陽系行星平均溫度的榜首。極高的溫度和濃密的大氣層使得金星的大氣活動(dòng)非?；钴S，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)接連不斷的雷電。電閃雷鳴的天氣、流金鑠石的高溫共同構(gòu)成了金星上的惡劣天氣。

濃密的大氣層會(huì)讓行星變得更加溫暖，那么沒有大氣層的行星會(huì)怎樣呢？我們剛剛提到的水星就因?yàn)闆]有大氣層，被太陽照射的一面溫度高達(dá)430℃，而沒被太陽照射的那一面溫度則低至-180℃。610℃的溫差使水星成了太陽系中單日溫差最大的行星。

認(rèn)識(shí)了太陽系中最熱的行星，再尋找最冷的，我們就要跨越太陽系，到距離太陽最遠(yuǎn)的兩顆行星上去。我們站在天王星上看到的太陽只有芝麻大小，而在更遠(yuǎn)的海王星上看，太陽會(huì)小到和周圍的星星一樣，難以分辨。遙遠(yuǎn)的距離讓到達(dá)天王星和海王星的陽光變得極其微弱，難以為這兩顆行星增溫。長(zhǎng)久以來，人們認(rèn)為距離太陽最遠(yuǎn)的海王星是最冷的行星，但最新的研究發(fā)現(xiàn)，天王星的最低溫度似乎比海王星的最低溫度還要低10℃左右。極低的氣溫讓天王星和海王星大氣中的甲烷都被凍結(jié)成冰，冰凍的甲烷又使這兩顆行星成為藍(lán)色的冰巨行星。

太陽系中的風(fēng)暴

見識(shí)過太陽系行星中的熾熱與寒冷之后，我們?cè)偃ヌ剿髁硗庖环N常見的天氣現(xiàn)象——風(fēng)。當(dāng)空氣運(yùn)動(dòng)起來的時(shí)候我們就能感受到風(fēng)的存在。在地球上一提到大風(fēng)、狂風(fēng)這樣的詞，我們會(huì)自然地想到海上生成的臺(tái)風(fēng)或者在陸地上肆虐的龍卷風(fēng)，這樣的狂風(fēng)動(dòng)不動(dòng)就達(dá)到每小時(shí)上百千米甚至更大的風(fēng)速。但是這樣的風(fēng)速放到太陽系中，恐怕就算不上什么了，尤其是在土星和木星這兩顆氣態(tài)巨行星面前，地球上的狂風(fēng)大作只能算是微風(fēng)拂面。作為氣態(tài)巨行星，土星和木星上沒有陸地和高山對(duì)空氣形成的阻礙，所以這里的風(fēng)可以肆意妄為。

如果你用望遠(yuǎn)鏡觀察過木星，一定會(huì)被它的大紅斑所吸引。這個(gè)紅斑就是木星上的一場(chǎng)巨型風(fēng)暴。有多巨大呢？這個(gè)如同木星眼睛一樣的大紅斑可以直接“裝下”兩個(gè)地球。紅斑中的風(fēng)速高達(dá)每小時(shí)650千米。這樣的風(fēng)速是地球上那些超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)的3倍。更驚人的是，從人類觀察到大紅斑開始，這場(chǎng)木星風(fēng)暴已經(jīng)持續(xù)約350年，而且還會(huì)繼續(xù)下去。

你以為木星的大紅斑就是風(fēng)暴的極限了嗎？2010年12月，土星也爆發(fā)了一場(chǎng)巨大的風(fēng)暴。這場(chǎng)風(fēng)暴的規(guī)模之大，使得土星北半球形成了一個(gè)首尾相接的環(huán)。地球上的天文愛好者用望遠(yuǎn)鏡就可以觀測(cè)到。當(dāng)時(shí)，正在土星軌道上執(zhí)行任務(wù)的卡西尼號(hào)探測(cè)器正好近距離觀測(cè)到了這場(chǎng)風(fēng)暴。經(jīng)過測(cè)算，這場(chǎng)風(fēng)暴的風(fēng)速達(dá)到了每小時(shí)1 800千米，也就是說，土星上的這陣風(fēng)圍繞一個(gè)400米跑道轉(zhuǎn)一圈所需的時(shí)間不足1秒！這場(chǎng)風(fēng)暴如果發(fā)生在地球上，它的破壞力會(huì)讓整個(gè)地球面目全非。

幸好，這種狂風(fēng)只會(huì)發(fā)生在土星和木星這種氣態(tài)巨行星上。像地球和火星這樣的巖石行星因?yàn)橛嘘懙貙?duì)風(fēng)產(chǎn)生的摩擦力，所以風(fēng)速會(huì)小很多。不過，當(dāng)風(fēng)吹起陸地上的沙土又會(huì)造成另一種極端的天氣狀況——沙塵暴?；鹦巧暇陀刑栂抵凶顬閴延^的沙塵暴。

火星的大氣密度不及地球的1%，但是這里的風(fēng)卻很大。因?yàn)榛鹦潜砻鏇]有液態(tài)水，也不下雨，銹紅色的土壤遍布火星表面，時(shí)不時(shí)吹起的狂風(fēng)會(huì)把火星表面的干燥土壤高高揚(yáng)起，土借風(fēng)力，風(fēng)借土威，一場(chǎng)火星沙塵暴就此肆虐。

說到這里，我們已經(jīng)見識(shí)到太陽系各大行星上的怪異天氣了：水星的巨大溫差、金星的酷熱與雷電、火星的漫天塵暴、土星和木星的巨大風(fēng)暴、天王星和海王星的酷冷嚴(yán)寒。未來，如果我們想搬到太陽系其他星球去居住，你能想到克服這些極端天氣的好辦法嗎？快展開想象，開動(dòng)腦筋吧！