土星卫星泰坦上意想不到的大气涡旋行为

在土星大气的火热消亡之前，卡西尼飞船利用复合红外光谱仪(CIRS)获得了一系列土卫六极地大气的观测数据，覆盖了土卫六29.5地球年的近一半。

卡西尼/CIRS的观测结果表明，虽然极地热点确实在2009年初冬开始发展，但在2012年迅速发展为冷点，到2015年底观测到的温度低至120K。

只有2016年和2017年的近期观测回归到了预期的热点。

布里斯托大学地球科学学院的第一作者尼克蒂恩比(Nick Tienby)博士说：“对于地球、金星和火星来说，主要的大气冷却机制是痕量气体CO 2发出的红外辐射，因为CO 2的大气层很长。在整个生命周期中，它在所有大气中混合良好，几乎不受大气环流的影响。

“然而，在土卫六上，大气中不寻常的光化学反应会产生碳氢化合物，如乙烷和乙炔，以及腈类化合物(包括氰化氢和氰乙炔)，它们提供了大部分的冷却作用。”

这些气体在大气中的含量相对较高，因此它们具有陡峭的垂直梯度，这意味着即使是适度的垂直大气环流也可以显著改变它们的丰度。

因此，冬季极地下沉导致这些放射性气体在南极地区富集。

利用卡西尼号测量的温度和气体丰度，结合加热和冷却速率的数值辐射平衡模型，研究人员表明，微量气体的富集足以引起明显的冷却和极冷的大气温度。

这解释了早前观测到的氰化氢冰云的奇怪现象，2014年用卡西尼相机观测到。

“到目前为止，这种效应在太阳系中是独一无二的，只有在土卫六独特的大气化学条件下才有可能，”Tienby博士补充道。

“类似的效应也可能发生在许多系外行星的大气中，对云的形成和大气动力学产生影响。”

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