木星大气层的区、带和喷流

可见的木星表面被划分成与赤道平行的一定数量带状区域,它们有两种类型:色彩明亮的称为区(zones),相较之下较暗的称为带(belts。宽阔的赤道区(EZ)大约从南纬7°S至北纬7°N,在它的南方与北方分别是相对伸展至18°S的南赤道带(SEB)和伸展至18°N的北赤道带(NEB),再远一些的是南热带区(STrZ)和北热带区(NTrZ)。区和带的模式一直交替呈现到纬度大约50度的极区,从那儿开始在外观上变得无法区分类型,但是这种基本的区和带的结构很可能一直延生到极点,至少也发展到南北纬80度的地区。

区和带在外观上的差异是由其中的云彩对光线的透明度不同造成的。区的氨含量较高,导致冰冻的氨在云层的高处密集的出现,使他们呈现较明亮的色彩;另一方面,带中的云层较稀薄,高度也较低。区的对流层上层温度较低,而带的较温暖,木星云层区和带确实的化学组成物质还不是很清楚,但是它们应该包含有硫、磷、和碳等复杂的成分。

木星的带状结构由大气层中成带的气流(风),称为喷流,分隔着,向西(退行)的喷流出现在区转换成带的地方(离开赤道的方向),向东(顺行)的喷流标示出由带转换成区的地区。但赤道区是例外,它有着强烈的向东气流(顺行),并且在赤道的风速是该区域中的最低值。在木星上的喷流有很高的速度,可以达到并超过100m/s,这个速度是在氨的大气压力为0.7–1帕的云层中测量到的,顺行的喷流通常比逆行的喷流强劲。喷流的垂质结构尚不清楚,可能在云层上2至3标高 {Ref_label|A|a|none}}即衰减;同时在云层之下,风轻微的增强并且至少以常数维持至22bar— 伽利略探测器曾抵达的最深处。

木星带状结构的起源仍不是完全的清楚,最简单的解释是区是大气涌升流的场所,带是沉降流的场所。当富含氨的空气在区上升,它会膨胀并且变冷,形成高和厚实的云。但是在带中,空气下降并因绝热而变暖,使白色的氨云蒸发,露出较低和较暗的云。带的位置和宽度、喷流的位置和速度,在木星上都是非常稳定的,只有在1980至2000年间有很少的改变。变动的一个例子是位在23°N的北热带区和北温带带之间的东风喷流最强劲部分在速度有些微的减退,但是带的颜色和强度会随着时间不断的改变(见下文)。 划分木星大气层的每一条区和带都有自己专属的名称和独特的特征。它们起始于南北极之下的地区,延伸至大约40–48° N/S,这些浅蓝灰色的地区通常都很平淡。 由于周边昏暗、隐没透视和一般性的弥漫效应,北北温带(NNTB)通常都比极区显露出更多的细节,也就是说北北温带是能看清楚的最北边的区带,虽然有时它也会消失不见,但干扰倾向于是较小和短期的。北北温区(NNTZ)或许更加明显,但也是平静的,其它较小的区和带则经常可以看见。

北温带和其他低纬度的地区从地球上都很容易看见,因而有丰富的观测纪录。它也有与行星同方向的强烈顺行喷流 —在南部的边界形成向西的气流,并做为与北温带(NTB)的分界。NTB曾经退色约十年(这是在航海家邂逅期间实际的情况),使得北温区(NTZ)看似合并至北热区(NTropZ)。在其它的时间,NTZ被一条狭窄的带划分成南北两个部分。

北热带区域是由北热带区(NTropZ)和北赤道带(NEB)组成的,NTropZ的颜色一般是稳定的,仅在与NTB南边串联的活跃喷流上有少量的变化。与NTZ相似,它有时也会被狭窄的带分成NTropB。在极少数的情况下,NTropZ的南侧会出现活跃的小红斑。如同名称所建议的,这是在北半球与大红斑对比的。但与大红斑不同的是,它们倾向于成对发生并且生命期不长,平均仅持续约一年;当先锋10号飞掠过时曾经出现过。

北赤道带(NEB)是木星上最活跃的一块区域,它的特征是有反气旋的白色椭圆型和气旋的彩船(就是所知的棕色椭圆),而前者形成的位置通常较后者偏北;如同在NTropZ,这些特征大多数的生命期都不长。也像南赤道带(SEB)一样,NEB有时会戏剧性的变淡和回复,这种变化的时间尺度大约是25年。

赤道区(EZ)是木星在纬度上和活动上都比较稳定的区域之一。EZ的北缘有来自NEB拖曳向西南方的壮观卷流,它们有黑暗的边缘,温暖的(红外线)特点,并以色彩著称(热点)。虽然EZ的南部边界是很平静的,但是自19世纪至20世纪初的观测显示,相对于今天,这种型态已经被扭转了。EZ在色彩上有了可观的变化,从苍白的土黄色,甚至到铜质的色调,偶尔还会被赤道带(EB)分割开来,相对于其它的纬度,EZ的移动速度大约是390km/h。

南热带的区域包括南赤道带(SEB)和南热带区(STZ),它显然是木星上最活跃的区域,因为它是最强的逆行喷流的家。SEB是木星上最宽阔和最暗淡的环带,它有时会分裂出南赤道带区(SEBZ),并且在回复的周期中整个会变暗。SEB的另一个特征是跟随着大红斑的一长串行气旋扰动。相似于NTropZ,STropZ是木星上最突出的一个区域,不仅是因为它包含了大红斑,偶尔还被南热带干扰撕裂,这个分裂的区域可以有很长的生命期,最著名的一次是从1901年至1939年。

南温带的区域,或是南温带(STB),也是一个黑暗和明显的带,更甚于NTB;直到2000年3月,此处最著名的特征是长期存在的白色长圆形BC、DE、和FA,之后它们合并成长圆形BA(小红斑)。这个长圆形实际上是南温带区(STZ)的一部分,但它延伸并且有部分侵入至南温带带(STB)。STB有时会变得暗淡,明显的与大红斑和白色长圆形之间复杂的交互作用有所关联。南温带区(STZ)—白色长圆形的起源地—的外观会有极大的改变。

在木星上还有一些特征是暂时的,或是从地球上难以观测到的。南南温带地区比NNTR更难以分辨;它的细节是微弱的,只能透过大望远镜或太空船去研究。许多的区和带在短时间的变化,在本质上并不是都能被观测到。这包括赤道带(EB)、北赤道带区(NEBZ,在带中的白色区)、南赤道带区(SEBZ)。带也可能突然的受到干扰而分裂,当干扰造成一个带或区分裂时,会加上N 或 S 来区分是发生在该区的南方或北方,例如NEB(N) 和 NEB(S) 。