אשראי תמונה: NASA / JPL
אם אוניברסיטת קליפורניה, ברקלי, חזונו של הפיזיקאי לגבי יופיטר הוא נכון, כוכב הלכת הענק יעמוד על שינוי טמפרטורה עולמי גדול בעשור הבא, מכיוון שרוב המערבולות הגדולות שלו ייעלמו.
אבל אוהדי המקום האדום הגדול יכולים לנוח בקלות. המפורסם ביותר של מערבולותיו של יופיטר - שמשווים לרוב את הוריקני כדור הארץ - יישאר מרוצה, בעיקר בגלל מיקומו בסמוך לקו המשווה של כדור הארץ, אומר פיליפ מרקוס, פרופסור במחלקה להנדסת מכונות של UC ברקלי.
לצורך השוואה, באמצעות מערבולות ופקודות, מבסס מרקוס את תחזיתו על מנהלים שנלמדו בדינמיקת הנוזלים של הזוטר ועל התצפית שרבים מהגוויות של צדק ממש נעלמות לאוויר.
"אני צופה שבגלל אובדן המערבולות האטמוספריות האלה הטמפרטורה הממוצעת ביופיטר תשתנה עד 10 מעלות צלזיוס ותתחמם ליד קו המשווה ו תתקרר יותר בקטבים," אומרת מרקוס. "שינוי טמפרטורה עולמי זה יגרום לזרמי הסילון להפוך לא יציבים ובכך להוליד מערבולות חדשות. זה אירוע שגם אסטרונומים בחצר האחורית יוכלו לחזות בו. "
לדברי מרקוס, השינויים הקרובים מסמנים את סיום מחזור האקלים הנוכחי של 70 שנה של צדק. תחזיותיו המפתיעות מתפרסמות בגיליון 22 באפריל של כתב העת Nature.
האטמוספרה הסוערת של יופיטר מכילה תריסר נחלי סילון שנוסעים לכיוונים מתחלפים של מזרח ומערב, ויכולים לשעון מהירויות העולות על 330 מיילים לשעה. כמו בכדור הארץ, מערבולות ביופיטר המסתובבות בכיוון השעון בחצי הכדור הצפוני נחשבות לאנטי-ציקלונים, ואילו אלה שמסתובבים נגד כיוון השעון הם ציקלונים. ההפך הוא הנכון בחצי הכדור הדרומי, שם מערבולות השעון הן ציקלונים וספינים נגד כיוון השעון הם אנטי-ציקלונים.
הכתם האדום הגדול, שנמצא בחצי הכדור הדרומי, מחזיק בתואר האנטיסיקלון הגדול ביותר של צדק; משתרע על פני 12,500 מיילים, הוא מספיק גדול כדי לבלוע את כדור הארץ פעמיים עד שלוש.
בניגוד לסערות הציקלוניות ביופיטר, הוריקות וסופות האדמה קשורות למערכות בלחץ נמוך ומתפוגגות לאחר ימים או שבועות. הנקודה האדומה הגדולה, לשם השוואה, היא מערכת בלחץ גבוה יציבה יותר מ -300 שנה ואינה מציגה סימנים להאטה.
לפני כעשרים שנה פיתח מרכוס מודל מחשב המראה כיצד הנקודה האדומה הגדולה יצאה ומתחילה בסערה הכאוטית של האווירה של צדק. מאמציו להסביר את הדינמיקה השולטת בה ושל מערבולות אחרות ביופיטר הובילו לתחזיתו הנוכחית של שינויי האקלים הממשמשים ובאים.
לדבריו, המחזור הנוכחי של 70 שנה החל בהיווצרותם של שלושה אנטי-ציקלונים נבדלים - הסגלגלים הלבנים - שהתפתחו מדרום לנקודה האדומה הגדולה בשנת 1939. "לידתם של הסובלים הלבנים נצפתה באמצעות טלסקופים על כדור הארץ," הוא אומר. "אני מאמין שנקבל פינוק דומה בעשר השנים הבאות."
מרקוס אומר כי השלב הראשון של מחזור האקלים כולל היווצרות של רחובות מערבולות החוצה את נחלי הסילון מערבה. אנטי-ציקלונים נוצרים בצד אחד של הרחוב ואילו ציקלונים נוצרים בצד השני, ללא שני מערבולות מסתובבות באותו כיוון ישירות צמודות זו לזו.
מרבית המערבולות מתמעטים באטיות. בשלב השני של המחזור, כמה מערבולות הופכות להיות חלשות מספיק בכדי להילכד בשקעים מדי פעם, או גלי רוסבי, שנמצאים בזרם הסילון. מערבולות מרובות יכולות להיתפס באותה שוקת. כשהם עושים זאת הם נוסעים חבורים זה בזה, וסערת יכול בקלות לגרום להם להתמזג. כאשר המערבולות חלשות, המלכודות והמיזוג נמשכות עד שנותר רק זוג אחד בכל רחוב המערבולת.
היעלמותם המפורסמת של שני סגלגלים לבנים, האחד בשנת 1997 או 1998 והשנייה בשנת 2000, הדגימה את מיזוג המערבולות בשלב שני, וככזו סימנה את "תחילת הסוף" של מחזור האקלים הנוכחי של צדק, אומר מרקוס.
מדוע מיזוג מערבולות ישפיע על הטמפרטורה הגלובלית? מרקוס אומר שהטמפרטורה האחידה יחסית של יופיטר - שם הטמפרטורות בקטבים כמעט זהים לזו בקו המשווה - נובעת מהערבוב הכאוטי של חום וזרימת אוויר מהסבילות.
"אם אתה מכה שורה שלמה של מערבולות, אתה מפסיק את כל ערבוב החום על קו הרוחב הזה," אומר מרקוס. "זה יוצר קיר גדול ומונע את הובלת החום מהקו המשווה לקטבים."
ברגע שייעלמו מספיק מערבולות, האווירה של כדור הארץ תתחמם בקו המשווה ותתקרר בקטבים בערך 10 מעלות צלזיוס בכל אזור, שהוא שלב שלישי של מחזור האקלים.
שינוי טמפרטורה זה מערער את זרמי הסילון, אשר יגיבו בכך שהם יהפכו לגלים. הגלים הולכים ומתפרקים, כמו בחוף הים, אך הם מתגלגלים לסיבולת גדולה חדשה בשלב הרביעי של המחזור. בשלב החמישי והאחרון של מחזור האקלים, המערבולות החדשות פוחתות בגודלן, והן מתמקמות ברחובות המערבולת כדי להתחיל מחזור חדש.
היחלשות המערבולות נובעת מהסערה וקורה בהדרגה לאורך זמן. דרוש כחצי מאה עד שהמערכות החדשות שנוצרו התכווצו בהדרגה מספיק כדי להיקלע לשוקת זרם סילון, אומר מרקוס.
למרבה המזל, הקרבה של המקום האדום הגדול לקו המשווה מצילה אותו מהרס. שלא כמו המערבולות האחרות של יופיטר, הנקודה האדומה הגדולה שורדת בכך שהיא "אוכלת" את האנטיקיקלונים השכנים שלה, אומר מרקוס.
מרכוס מציין כי התיאוריה שלו על מחזור האקלים של צדק מסתמכת על קיומם של מספר שווה בערך של ציקלונים ואנטיסיקלונים על פני כדור הארץ.
מכיוון שהסימנים המסומנים של מערבולות הם העננים שהם יוצרים, היה קל לפספס את נוכחותם של ציקלונים ארוכי שנים, אומר מרקוס. הוא מסביר שבניגוד למקומו המובהק של אנטי-ציקלון, ציקלונים יוצרים דפוסים של עננים חוטיים המוגדרים פחות בצורה ברורה.
"על פניו קל לחשוב שיופיטר נשלט על ידי אנטי-ציקלונים מכיוון שענני הסחרור שלהם מופיעים בבירור כעיני השור", אומר מרקוס.
בעיתון ב"טבע ", מרקוס מציג הדמיה ממוחשבת המראה שהמרכז החם והקירור הקריר יותר של ציקלון יוצרים את מראה העננים החוטיים. לעומת זאת, לאנטי-ציקלונים מרכזים קרים והיקפים חמים יותר. גבישי קרח הנוצרים במרכז האנטיסיקלון מתנפחים ועוברים לצדדים שבהם הם נמסים, ויוצרים מערבולת כהה יותר סביב מרכז בהיר יותר.
מרכוס ניגש לחקר האטמוספירה הפלנטרית מנקודת מבטו הבלתי מסורתית של דינמיסט נוזל. "אני מבסס את תחזיותיי על החוקים הפשוטים יחסית של דינמיקת המערבולת במקום להשתמש בכמויות גדולות של נתונים או במודלים אטמוספריים מורכבים," אומר מרקוס.
מרקוס אומר כי הלקח באקלים של צדק יכול להיות שהפרעות קטנות עלולות לגרום לשינויים גלובליים. עם זאת, הוא מזהיר מפני החלת אותו מודל על האקלים של כדור הארץ, המושפע מגורמים רבים ושונים, טבעיים ומעשי ידי אדם.
"בכל זאת חשוב שיהיו 'מעבדות' שונות לאקלים", אומר מרקוס. "לימוד עולמות אחרים עוזר לנו להבין טוב יותר את עצמנו, גם אם הם אינם מקבילים ישירות."
המחקר של מרקוס נתמך על ידי מענקים מתוכנית המקור של נאס"א, התוכניות הלאומיות של קרן המדע לאסטרונומיה ופיזיקת פלזמה והמעבדה הלאומית לוס אלמוס.
המקור המקורי: המהדורה החדשותית של UC Berkeley
