金星,这颗被浓厚云层永久包裹的行星邻居,向来是太阳系中最神秘的存在之一。它的表面始终隐藏在难以穿透的硫酸云幕之后,让人类探测器望而却步。但2016年,日本宇宙航空研究开发机构的"晓"号探测器造访这颗酷热星球时,却在遮蔽地表的朦胧面纱中发现了一个异常现象:一道巨大的大气波持续数日撕裂云层,形成一片绵延3700英里的巨型云团。这个庞然大物究竟从何而来,多年来一直是个谜。

如今,天文学家终于找到了答案。东京大学研究团队领衔的一项新研究发表于《地球物理研究杂志:行星》期刊,指出这个大气巨兽源于下层云层的剧烈动荡——一种名为"水跃"的现象冲破表层,在金星大气中掀起了太阳系已知规模最大的液压跃升。

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"我们很早就观测到了这个现象,但多年来始终无法理解,"东京大学首席作者今村刚在声明中表示,"得益于这项研究,我们现在能够证明,这片云层的扰动是由太阳系中已知最大的水跃现象所引发的。"

金星大气主要由二氧化碳构成,极端的温室效应造就了这颗星球的地狱般高温。大气中分布着三层截然不同的硫酸云层,其运动速度远超地球同类。与我们印象中缓慢飘浮的棉絮状云朵不同,金星的云层"超自转"——它们绕行星旋转的速度比行星自转本身快60倍。对天文学家而言,金星这些持久而极端的云层,为研究地球上转瞬即逝的大气现象提供了独特窗口。

但即便以金星的标准衡量,一片横跨数千英里的巨型酸云也过于极端了。这就要说到"水跃"现象:你在厨房水槽中就能观察到——水龙头流出的水冲击盆底时,先呈现浅而快的铺展,随后减速并加深。研究团队发现,在行星尺度上,金星下层大气中的波动会突然失稳减速,产生强劲的上升气流,将硫酸蒸汽猛推至最上层。蒸汽在那里凝结成巨大而迟缓的云团,移动速度远慢于周围环境,形成独特的波前。天文学家称,这是首次在另一颗行星上观测到水跃现象。

"金星有三层明显的云层,下层和中层的动力学机制此前了解甚少,"今村刚在声明中补充道,"我们在金星上发现的水跃现象,将非常大尺度的水平过程与强烈的局域垂直波动联系起来,这出乎意料——在流体力学中,这两种过程通常是相互分离的。"