Dev gaz gezegenlerindeki dev fırtınalar, Jüpiter'deki büyük kırmızı nokta ve Satürn'deki altıgen hakkında birkaçını okuyordum, plazmadan oluşan Güneşimiz (elektronlarının bir kısmı soyulmuş sıcak gaz) neden olmasın büyük bir kasırga görüyor muyuz?
Yanıtlar:
Güneş'in yüzeyinde dev, gezegen boyutlu fırtınalar olan güneş lekeleri görüyoruz. Bununla birlikte, güneş lekeleri, Jüpiter'deki Büyük Kırmızı Nokta ve Dünya'daki tropikal siklonlar (örn. Kasırgalar) arasında birçok fark vardır. Tropikal siklonlar, ılık okyanus suyunun buharlaştırılmasıyla körüklenen ve Dünya'nın bir miktar hızlı dönüş hızı ile sürdürülen düşük basınçlı sistemlerdir. Büyük Kırmızı Nokta, Jüpiter'in oldukça hızlı dönüş hızı ile sürdürülen yüksek basınçlı bir sistemdir. Güneş lekeleri, Güneş'in manyetik alanı ile beslenen ve Güneş'in oldukça düşük dönüş hızı ile taşınan düşük sıcaklıklı sistemlerdir.
Yukarıdaki cevaba ek olarak, kasırgalar veya büyük kırmızı nokta gibi spiral fırtınalar oldukça düzenli ve doğru koşullar ve enerji transferi gerektiriyor. Büyük kırmızı nokta nispeten tutarlı bir enlem tutar ve yüzyıllar boyunca oradadır, bu yüzden büzülüyor olsa da açıkça istikrarlı ve düzenli. Büyük kırmızı noktanın nedeni bilinmemektedir, ancak Jüpiter'in geniş iç ısısının verimli ısı transferi ve sıcak iç gazın yükselmesi ve soğuk yüzey gazının düşmesi ve Jüpiter'in çok güçlü Coriolis etkisi büyük olasılıkla onu oluşturmaya ve sürdürmeye yardımcı oldu.
Dünyadaki kasırgalar için birkaç özel şey olacak. Onları sürdürmek için bir enerji kaynağı olması gerekir, bu nedenle sadece sıcak okyanuslar üzerinde, çoğunlukla okyanusların en sıcak olduğu yaz ve sonbahar mevsimlerinde oluşurlar. Sıcak okyanus suyunun hızlı buharlaşması kasırgayı besler ve buharlaşan su buharının üst atmosferdeki yoğunlaşması düşük basınç sistemini yönlendirir. Spiral, ısı transferinin ve hafif hava yükselen / sıcak havanın düşmesinin en verimli şeklidir. Yüksek hızlı yüzey rüzgarları okyanus üzerindeki buharlaşma oranını arttırır, bu nedenle spiral oluşup stabilize edildikten sonra, daha soğuk su veya toprak üzerinde sürüklenene kadar kendi kendine devam eder. Kasırgalar çok verimli ısı transferi ve düzenli yükselen ve düşen hava katmanları ile düzenli.
Tropik depresyonların% 90'ından fazlası kasırga haline gelmez. Genel olarak konuşursak, spiral rüzgarın başlaması için yukarıdaki soğuk hava ve alttaki sıcak hava arasında dikey bir yön gereklidir. IPCC'nin daha önce kasırga oluşumunda olası bir azalmayı öngörmesinin nedeni kısmen budur, çünkü biçimlendirici koşulların doğru olması gerekir ve daha çalkantılı bir üst atmosfer, daha sıcak okyanuslar ters yönde çalışmasına rağmen kasırga oluşumunu azaltabilir. Bütün bunlar bir belirsizlikle ortaya çıktı ve rüzgar yönündeki değişikliklerin tahmin edilmesi zor, bu yüzden IPCC'ye karşı tutulmamalıdır. Mesele şu ki, Kasırgaların doğru dengeye ihtiyacı var. Kolay oluşmazlar, ancak bir kez oluştuktan sonra, onları besleyen ılık okyanus suyundan kayıncaya kadar stabilize ve büyürler.
Hava da oldukça hafiftir ve suyun faz değişiminin ısı enerjisi transferi, düzenli bir spiralde 100 artı mil rüzgarını oluşturmak için yeterince önemlidir. Hem Jüpiter hem de Dünya'da büyük, yüksek rüzgar hızı, spiral fırtına oluşumu için doğru koşullar karşılanır. Dünya gibi, Jüpiter de su ve amonyak olan bulutlara ve yağmura sahiptir, bu da muhtemelen faz değişimiyle ısı transferine yardımcı olur (ancak Jüpiter'in kırmızı noktasında, Dünya'daki faz değişimine ne kadar katkıda bulunduğunu söyleyecek kadar zeki değilim. Sıcak su olmadan, kasırga oluşumu olmaz.
Buna karşılık, güneşin hepsi plazmandır. İyonizasyonda muhtemelen farklılıklar olsa da, ısı ve enerjinin geçişini etkili bir şekilde artıran hiçbir faz değişikliği yoktur, ancak daha sonra buna ulaşacağım. Güneş'in yüzeyi de oldukça kaotiktir ve manyetik fırtınalara sahiptir ve dikey bir rüzgarla spiral bir fırtınanın düzgün bir şekilde doğmasını sağlar, daha az olasıdır.
Manyetik fırtınalar bükülmüş ve güneşin yüzeyinde hiçbir şeyin spiral veya bükülmediğini söylemek istemiyorum, çünkü bu doğru değil. Ancak güneşin yüzeyindeki manyetik fırtınalar, kasırgaların düzgün ve düzenli koni şeklinde spiralleri gibi değildir. Atmosferde değil, güneş atmosferinin çok üstüne ulaşırlar ve şekil farklıdır.
Son olarak, Güneş'in geçiş bölgesini veya "atmosferini" oluşturan malzeme kasırga oluşumu için iyi değildir. Wikipedia'dan alıntı yapmak için:
Aşağıda, helyumun çoğu tamamen iyonize değildir, böylece enerjiyi çok etkili bir şekilde yayar; yukarıda tamamen iyonize olur. Bunun denge sıcaklığı üzerinde derin bir etkisi vardır (aşağıya bakınız).
Aşağıda, malzeme spektral çizgilerle ilişkili belirli renklere opaktır, böylece geçiş bölgesinin altında oluşan spektral çizgilerin çoğu kızılötesi, görünür ışıkta ve ultraviyole yakınında absorpsiyon çizgileriyken, geçiş bölgesinde veya üstünde oluşan çoğu çizgi emisyontur. ultraviyole (FUV) ve X-ışınlarındaki çizgiler. Bu, geçiş bölgesi içindeki enerjinin ışınım transferini çok karmaşık hale getirir.
Aşağıda, gaz basıncı ve sıvı dinamikleri genellikle yapıların hareketine ve şekline hakimdir; yukarıda, manyetik kuvvetler yapıların hareketine ve şekline egemen olur, bu da manyetohidrodinamiğin farklı basitleştirmelerine yol açar.
Geçiş bölgesinin kendisi kısmen hesaplama maliyeti nedeniyle iyi çalışılmamıştır. . .
Kasırgalar teorik olarak sıvı dinamiklerinin bir sonucu olarak ortaya çıkabilir, ancak kısmen iyonize helyum ısıyı yayan hızlı oran, temel olarak konveksiyon, pratik ve gereksiz olan büyük dolaşımlı yapıların oluşumunu sağlar. Enerji transferi radyasyonla çok verimli olduğunda verimli konveksiyona gerek yoktur.
Güneş'in atmosferi, Dünya'nın atmosferi gibi değildir ve Jüpiter'in üst katmanlarında atmosferin oldukça etkili olduğu ve sıcaklığını koruduğu (olmasaydı sıcak ve soğuk cephelere sahip olmazdık). Sıcak ve soğuk havanın çoğunlukla sıcaklığını koruyan bölgeleri konvektif süreci yönlendirir. Bir kasırgada birbirinden geçebilmek için ılık ve soğuk hava jetleri gerekir. Güneş'in kısmen iyonize helyumun etkili radyasyonu bu prensibe karşı çalışır.
Ayrıca güneşin yüzeyinde kasırgaların oluşumuna yardımcı olan nispeten düşük bir Coriolis etkisi vardır.
Kısacası, şartlar iyi değil. Güneş'in türbülansı, nispeten düşük dönme oranı, sistemi beslemek için faz değişimi yok ve daha düşük "atmosferinde" kısmen iyonize helyum, hepsi spiral, koni şekilli, yüksek hızlı rüzgar sistemlerinin oluşumuna karşı çalışıyor.
Daha soğuk yüzey sıcaklıklarına sahip Brown cücelerde kasırgalar tamamen mümkün olabilir. Atmosferik konveksiyon mekanizmalarının ardındaki matematik karmaşıktır, bu yüzden bu daha genel bir açıklamadır, ancak Güneş birçok seviyede kasırga için iyi bir aday değildir.