看天王星大气层温度变化

天王星大气层突然升温的原因是什么？

寒山寺外渔火淡 2022/3/18 作者：寒山

木星、土星、天王星和海王星的模型预测，它们的高层大气——远高于行星寒冷云顶的稀薄气体区——的温度应该在 200 开尔文或 –73°C 左右。然而，当两艘航海者号宇宙飞船在一九八零年代后期被这些气体巨行星拉上时，科学家们发现行星的最外层大气比预期的要热得多——接近 1000 开尔文，或超过 700°C。

梅林说，在过去的 20 个地球年中，天王星的高层大气从 750 开尔文冷却到 550 开尔文，但自二零一三年以来，它每地球年升温约 50 开尔文。天王星年是 84 个地球年，因此当行星围绕太阳运行时，天王星大气温度的微小变化应该逐渐发生。逆转发生相对较快的事实意味着“发生了一些戏剧性的变化，”有几种机制可以加热行星，但没有一个能解开气态巨行星所谓的“能源危机”之谜，梅林解释说。太阳使气态巨行星变暖，但由于这些行星又大又远，科学家们知道太阳光子不能提供足够的能量来将它们的上层大气加热到目前的温度。

鉴于天王星低层大气中的风暴，梅林怀疑另一个因素可能在起作用：由巨大的湍流风暴产生的低振幅“声波”——也称为重力波。这些波浪源于干扰，就像池塘里的涟漪。在地球上，重力波来自猛烈的雷暴或风吹过山峰。梅林说，在气态巨行星上，低海拔的风暴会产生这些波，这些波会向高海拔传播并产生热量。

梅林说：“天王星的独特之处在于它在很长一段时间内一直非常安静（风暴），而且这些风暴在二零一四年的出现与高层大气的突然升温密切相关。”

同样在英国莱斯特大学工作但并未参与梅林及其同事的研究的行星科学家麦克说，天文学家之前曾在土星上看到过类似的影响。土星低层大气爆发了一场巨大的风暴，科学家们目睹了一个上升到高层大气的热气体区域的演变。“将这种中层大气活动与对流层风暴联系起来非常具有挑战性，但波浪也有可能将它们的能量一直传递到大气层的顶部，梅林博士一直在那里工作，”弗莱彻继续说道。

然而，科学家们仍不清楚这些行星的低层大气如何与其高层大气相互作用。“随着我们的观测技术不断改进，过去几年天王星暴风雨的明显增加可能只是一种观测偏差，”弗莱彻说。“只有天王星风暴追踪的长期活动才能准确地告诉我们天王星风暴的统计数据，尽管风暴确实看起来比我们以前见过的任何东西都更大更亮。”

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星球大气温度变化是星球的引力（吸气作用）和斥力（出气）作用，引力大于斥力时，吸收太空中冷气，温度降低。斥力大于引力星球内部气体出去，温度升高。都是变化的电磁力作用，分为引力和斥力，二者能相互转换。由于原子是带电的，粒子、物质、物体、星球、黑洞之间都是变化电磁力作用。宇宙是一个变化的、浑浊的、不均匀的电磁场。