40 年觀測數據顯示木星雲層的奇怪溫度波動

據地面和太空望遠鏡收集的大量觀測數據，木星對流層上層溫度呈現規律波動，似乎與季節變化無關。這令人驚訝和有趣的發現可能有助了解這顆氣態巨行星的奇怪天氣。

英國萊斯特大學行星科學家Leigh Fletcher表示，已解決難題的一部分，即木星大氣顯示的自然循環。要了解是什麼驅動這些循環及為什麼有這種時間週期，需要探索雲層上層和下層。毫無疑問，太陽系最大行星木星與地球截然不同。它被狂風吹拂，籠罩在厚厚雲層下，一個風暴面積比地球還大。

木星最明顯特徵為深淺交替平行赤道的雲帶，淺色稱區，深色稱為帶，噴流氣流以相反方向快速運動。從紅外線圖得知，較暗的帶較暖，部分是因雲層較薄，允許更多熱量從行星散逸。

木星另一件有趣的事是自轉軸傾角不太大。木星自轉軸相對公轉軌道面僅傾斜3度。地球及火星和土星等其他行星，自轉軸傾斜（地球為23.4度）使兩極朝向或遠離太陽，導致明顯季節性溫度變化。因此科學家從未預料到木星會有明顯溫度變化週期。

航海家號和卡西尼號儀器的數據，以及甚大望遠鏡、Subaru望遠鏡和NASA紅外望遠鏡設施的數據，為NASA噴氣推進實驗室行星科學家Glenn Orton領導團隊提供數十年熱數據。他們驚訝的是，木星溫度波動週期為4年、7~9年及10~14年，涉及不同緯度。這些似乎與季節性溫度變化無關。

然而還是有些一致性：隨著北半球特定緯度溫度升高，南半球相應緯度溫度會下降，特別是緯度16、22和30度，好像木星是自己的鏡子，被赤道一分為二，保持熱平衡。Orton表示這最令人驚訝，發現距離非常遙遠的緯度間溫度變化的關係。這類似地球看到某地區的天氣和氣候模式會對其他地方的天氣產生顯著影響。

目前尚不清楚是什麼驅動或連結溫度波動，但可在木星大氣更高處找到線索，即對流層上方的平流層。在木星赤道，對流層的溫度變化與平流層的變化相反，代表高海拔地區發生的任何事情都會影響下方發生的事情，反之亦然。不管如何，這項研究是非常重要的拼圖，有朝一日可能會幫助科學家準確理解和預測木星的天氣。

Fletcher表示，如果能將木星大氣因果連起來，測量這些溫度變化和週期將是朝全面了解木星天氣預報的里程碑。更大的問題是，是否可擴展到其他巨行星，看看是否也出現類似模式。

研究發表於《Nature Astronomy》。