جو سیارات (فرازمینی)
پوششهای گازی سیارات و قمرهای فراتر از زمین، از پتوی خفهکننده دیاکسید کربن زهره تا هوای مهآلود نیتروژن-متان تیتان.
Definition
جو سیارات فرازمینی، پوششهای گازی اطراف سیارات و قمرهایی غیر از زمین هستند که از طریق ترکیب، ساختار، دینامیک و اقلیم آنها مورد مطالعه قرار میگیرند.
Scope
این موضوع به جو اجرام آسمانی غیر از زمین میپردازد: ترکیب و منشأ آنها، ساختار حرارتی عمودی، ابرها و مه، و گردش و آب و هوای در مقیاس بزرگ. این مبحث شامل جوهای غلیظ زهره، مریخ، سیارات غولپیکر و تیتان، و همچنین جوهای رقیق و غیرعادی در جاهای دیگر میشود و به فرآیندهای تابشی، دینامیکی و شیمیایی حاکم بر آنها میپردازد. رویکرد مقایسهای از این تنوع برای آزمودن نظریههای کلی ساختار جوی و اقلیم استفاده میکند.
Core questions
- چه عواملی ترکیب و ساختار عمودی یک جو را تعیین میکنند؟
- چگونه چرخش، گرمایش و چگالش، گردش جوی و آب و هوا را سازماندهی میکنند؟
- چگونه اثرات گلخانهای و ابرها دمای سطح و جو را کنترل میکنند؟
- چه فرآیندهای شیمیایی مه و ابرهای مشاهده شده در دنیاهای دیگر را تشکیل میدهند؟
Key theories
- تعادل تابشی-همرفتی
- تعادل بین گرمایش و سرمایش تابشی و واژگونی همرفتی، پروفایل دمایی یک جو و شدت گرمایش گلخانهای آن را تعیین میکند.
- گردش عمومی جو
- گرمایش دیفرانسیلی و چرخش سیارهای الگوهای گردشی را به حرکت در میآورند، از سلولهای شبیه هادلی و ابرچرخش در چرخانندههای آهسته تا جتهای منطقهای نواری در غولهای با چرخش سریع.
Mechanisms
نور خورشید جذب شده در عمق و تابش فروسرخ ساطع شده از بالا، ساختار دمایی یک جو را تعیین میکنند، در حالی که گازهای گلخانهای گرما را نزدیک سطح به دام میاندازند. گرمایش ناهمگون و چرخش، بادها و سلولهای گردشی را به حرکت در میآورند، در حالی که فتوشیمی و چگالش، ابرها و مه را تولید میکنند که بر تعادل تابشی تأثیر میگذارند.
Clinical relevance
مقایسه جوها در سراسر منظومه شمسی، اصول کلی اقلیم و گردش را آشکار میکند و زمینهای اساسی برای درک جو زمین و تفسیر جو سیارات فراخورشیدی فراهم میآورد.
History
فضاپیماها مطالعه جوهای دیگر را متحول کردند: ونرا و پایونیر ونوس جو متراکم زهره را بررسی کردند، وایکینگ و سپس فرودگرها و مدارگردها هوای رقیق مریخ را مشخص کردند، کاوشگر گالیله از جو مشتری نمونهبرداری کرد، و کاسینی-هویگنس جو غلیظ نیتروژن-متان و سطح تیتان را آشکار کرد و اقلیمشناسی سیارهای مقایسهای را بنیان نهاد.
Debates
- منشأ ابرچرخش جو زهره
- اینکه چرا جو زهره بسیار سریعتر از سیارهای که به آرامی در زیر آن میچرخد، میچرخد، با وجود مشاهدات و مدلسازی گسترده، هنوز به طور کامل توضیح داده نشده است.
Key figures
- Fredric Taylor
- Andrew Ingersoll
- James Pollack
- Carl Sagan
Related topics
Seminal works
- taylor2010
- ingersoll2013
Frequently asked questions
- کدام قمر دارای جو غلیظ است؟
- تیتان، قمر زحل، دارای جو نیتروژنی متراکمتری نسبت به زمین است، همراه با ابرهای متان و بارانی که رودخانهها را حکاکی کرده و دریاچهها را در سطح آن پر میکند.
- چرا مطالعه جوهای دیگر برای زمین مفید است؟
- سیارات دیگر به عنوان آزمایشهای طبیعی با دماها، ترکیبات و نرخهای چرخش متفاوت عمل میکنند و به آزمودن فیزیک عمومی پشت اقلیم و آب و هوای زمین کمک میکنند.