木星的大红斑正在缩小。这个太阳系中最大的风暴几十年来一直在缓慢减弱，但一些新的研究可能解释了原因。正在为这个巨大的反气旋提供能量的风暴越来越少，导致它正在缩小。研究结果的详细信息刊登在《Icarus》杂志2024年9月刊上的一项研究中。
什么是大红斑？
大红斑可以说是这颗气态巨行星最著名的特征，它位于木星的南半球。它是一个旋转的、红橙色的高压椭圆形区域，直径超过10,000英里。它的宽度大约是地球的1.3倍。
大红斑的风速持续超过每小时200英里，但在外围地区速度可以超过每小时400英里。由于大红斑的风是逆时针方向吹的，因此它在技术上是一个反气旋。
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尽管大红斑已被广泛研究，但围绕它的许多谜团仍然存在。天文学家不确定它究竟何时形成、为何形成，或者为何呈现出这种玫瑰色。
“在过去的200年里，许多人观察过大红斑，并像我一样被它迷住，”研究合著者、耶鲁大学博士生 Caleb Keaveney 在一份声明中说。“其中许多人并非职业天文学家——他们只是充满热情和好奇心。再加上我在与人谈论我的工作时看到的那种好奇心，让我觉得自己是更伟大事业的一部分。”
业余和职业天文学家都知道，大红斑的尺寸已经缩小了近一个世纪。尤其是在过去的50年里，它一直在变小。其纬度范围——风暴南北位置的距离——保持不变。然而，其经度范围——东西方向的距离——随着时间的推移而收缩。在19世纪末，它的位置大约在40度。当NASA的朱诺号探测器在2006年开始绕木星运行一系列轨道时，它发现大红斑位于14度。
木星风暴和热穹
在这项新研究中，来自耶鲁大学、北卡罗来纳州立大学和路易斯维尔大学的一个团队，研究了规模较小的、短暂的木星风暴对大红斑的影响。他们使用一个名为显式行星等熵坐标（EPIC）模型的模型，进行了一系列大红斑的3D模拟。这个大气模型是由研究合著者 Timothy Dowling 在20世纪90年代开发的，用于模拟另一颗行星的大气层。
他们的一些模型模拟了大小、频率和强度不同的大红斑与小型木星风暴之间的相互作用。另一组对照模拟则排除了小型风暴。模拟的比较表明，其他风暴的存在加强了大红斑，使其规模变大。
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“我们通过数值模拟发现，通过让大红斑‘摄入’小型风暴，正如在木星上已知的那样，我们可以调节它的尺寸，”Keaveney 说。
该团队在部分建模中借鉴了地球大气层中观察到的长期高压系统。这些被称为热穹或阻塞的系统，在我们星球中纬度地区旋转的西风急流中定期出现。它们在极端天气事件中起着重要作用，包括热浪和干旱。
这些阻塞的持续时间与与小型、短暂天气机制的相互作用有关——包括高压涡旋和具有逆时针风的反气旋。
“我们的研究对地球上的天气事件具有重要的启示意义，”Keaveney 说。“邻近天气系统的相互作用已被证明可以维持和放大热穹，这促使我们假设木星上类似的相互作用可以维持大红斑。通过验证这一假设，我们为进一步理解地球上的热穹提供了支持。”
额外的建模将有助于研究人员完善这些新发现，并可能为大红斑的形成过程提供新的见解。
