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大紅斑

十月 17, 2023

大紅斑（英語：Great Red Spot，簡稱GRS）是一個位於木星赤道以南22°且已經存在很久的巨大反氣旋風暴(高氣壓風暴)。觀測自1830年開始已經持續了193年。但在1665年-1713年間也有觀察紀錄(1713-1830年沒有任何關於大紅班的紀錄)。這兩段紀錄的可能是相同的風暴也可能是不同風暴，若是相同風暴，表示它持續存在了至少350年[1][2][3]。這樣的風暴在類木行星的大氣擾動中並不少見。

伽利略號於1996年拍攝到的木星大紅斑。
地球和大紅斑的大小比較

性質 编辑

大紅斑是逆時針旋轉的，週期大約是6個地球日[4]，或14個木星日。東西長24,000–40,000公里，南北寬12,000–14,000公里，大到足以放進2至3個地球。2004年初，大紅斑在經度的方向上只有一個世紀前的一半大小，而之前它的直徑是40,000公里。若以目前的速率繼續縮減，它在2040年將變成圓形。但是由於鄰近噴射氣流的畸變作用，變成圓形不太可能發生[5]。人們不知道大紅斑還會持續存在多久，或者其大小改變是否是正常現象[6]。

紅外線的長期資料顯示大紅斑在這顆行星上比其它雲彩更大且更冷（也代表高度較高）[7]，大紅斑的雲頂大約高於周圍雲層8km，而且仔細的追蹤其大氣特徵發現大紅斑是逆時鐘旋轉的，這點可以見於航海家1號飛掠木星時拍攝的第一部微速攝影影片[8]。大紅班被其南方溫和東向噴射氣流（順行）和其北方的一個強烈西向氣流（逆行）限制著[9]。而環繞大紅斑邊緣的風的最大風速大約是120公尺/秒（430公里/小時），其內部的流動似乎是停滯的，只有少許的流入或流出[10]。大紅班也會自轉，其自轉速度一直減慢中，或許是其大小減少所造成的[11]。

觀測得知，大紅斑的緯度非常穩定，只在1度的範圍內變動。但它的經度卻是一直變化著[12][13]。因為木星在不同緯度上的轉速是不同的，天文學家為不同的緯度定義了三個系統。系統II用在緯度超過10°之處，是依據大紅斑的平均轉速9小時55分42秒為基準定義的[14][15]。儘管如此，在19世紀初期，大紅斑至少有10次「領先」系統II。它的飄移速率多年來有著顯著的變化，並且曾與明亮的南赤道帶連結在一起，在南熱帶的干擾下出現或消失[16]。

大紅斑呈現紅色的原因尚未明瞭，有實驗室的理論假設該紅色是由複雜的有機分子，像是紅磷或其它的硫化物造成的。大紅斑的顏色也會有巨大的變化，從紅磚的紅色到蒼白的鮭魚紅，甚至是白色。大紅班偶爾會「消失」，但都是在陷入南赤道帶時，顯然是因為大紅斑的凹陷造成。紅斑與南赤道帶結合有時明顯可見，當南赤道帶是明亮的白色時，大紅班傾向變為暗色；而南赤道帶是黑色時，大紅班通常是亮的。大紅班的明暗變化並沒有規律周期，例如1997年往前推50年中，1961–66, 1968–75, 1989–90, 1992–93，這些年間大紅斑都是暗的[1]。

大紅斑容易和卡西尼-惠更斯號探測器在2000年經過時在木星北極觀察到的大黑斑混淆[17]。此外海王星也有一個稱為大黑斑的特徵。海王星的大黑斑是航海家2號在1989年發現的黑色橢圓形物，與其說是風暴還比較像是大氣層的一個大氣孔。但在1994年以後就不存在了（雖然在北半球又曾經出現一個相似的斑點）[18]。

對大紅斑的研究 编辑

 
航海家1號於1979年接近木星時拍攝的縮時攝影影片（36000倍速），可明顯看出木星雲帶的運動和大紅斑的旋轉情形

一般認為第一位看見大紅斑的人是羅伯特·虎克，1664年他描述了木星上的這個斑點；但當時虎克所描述的斑點是在不同的區帶上（北赤道區，但目前的位置在南赤道帶）。較令人信服的是乔瓦尼·卡西尼在次年描述的一個永久的斑點[19]。1665年-1713年，卡西尼持續以可見光波段下斷斷續續觀測之[20]。

現在展示在梵蒂岡的一片1700年的Donato Creti（英语：Donato Creti）帆布上，有著涉及木星大紅班的小秘密[21][22]。它是一系列描繪不同被放大的星空版畫的一部份，是義大利人在各種各樣的場合作為背景所繪製；所有的這些都是在天文學家Eustachio Manfredi（英语：Eustachio Manfredi）監督下創造的，具有一定的正確性。Creti的繪畫是已知最早知道大紅斑是紅色的紀錄。但在1800年後期之前，未發現有任何木星大紅斑的正式紀錄[22]。

目前對大紅斑的第一筆記錄開始於1830年代之後，並且在1879年之後才有較明顯的影像。從17世紀被發現後到1830年有長達118年的空窗期沒有觀測紀錄。原來的大紅班是否消失並重組了，或是是否只是褪色，這些問題由於當時觀測技術匱乏都無從得知[1]。與現在的大紅班相比，古老的大紅班觀測歷史較短且運動速度較慢，因此很難說它們是相同的風暴[21]。

1979年2月25日，當航海家1號太空船以920萬公里的距離飛過木星時，首度將大紅斑清晰的影像傳回地球。在影像中可以看清楚160公里大小的橫斷面。西邊（左邊）有著五顏六色、波浪般的雲彩模樣，是大紅斑活躍的區域。在影像中觀察到非常複雜和多變的大氣運動[23]。

參見 编辑

資料來源 编辑

  1. ^ 1.0 1.1 1.2 Beebe (1997), pp. 38–41.
  2. ^ Staff. Jupiter Data Sheet – SPACE.coma. Imaginova. 2007 [2008-06-03]. （原始内容于2010-12-24）. 
  3. ^ Anonymous. . Dept. Physics & Astronomy – University of Tennessee. [2015-08-30]. （原始内容存档于2004-06-10）. 
  4. ^ Smith et al. 1979，第954頁
  5. ^ Irwin, 2003, p. 171
  6. ^ Beatty (2002)
  7. ^ Rogers 1995，第191頁
  8. ^ Rogers 1995，第194–196頁
  9. ^ Beebe (1997), p. 35.
  10. ^ Rogers 1995，第195頁
  11. ^ Rogers, John. Interim reports on STB (Oval BA passing GRS), STropB, GRS (internal rotation measured), EZ(S. Eq. Disturbance; dramatic darkening; NEB interactions), & NNTB. 英國天文協會. 2006-07-30 [2007-06-15]. （原始内容存档于2012-03-26）. 
  12. ^ Reese and Gordon (1966)
  13. ^ Rogers 1995，第192–193頁
  14. ^ Stone, Peter H. On Jupiter's Rate of Rotation (PDF). Journal of the Atmospheric Sciences. 1974, 31 (5): 1471–1472 [2007-06-20]. Bibcode:1974JAtS...31.1471S. doi:10.1175/1520-0469(1974)031<1471:OJROR>2.0.CO;2. 
  15. ^ Rogers 1995，第48, 193頁
  16. ^ Rogers 1995，第193頁
  17. ^ Phillips, Tony. . Science at NASA. 2003-03-12 [2007-06-20]. （原始内容存档于2007-06-15）. 
  18. ^ Hammel, H. B.; Lockwood, G. W.; Mills, J. R.; Barnet, C. D. Hubble Space Telescope Imaging of Neptune’s Cloud Structure in 1994. Science (American Association for the Advancement of Science). 1995, 268 (5218): 1740–1742. doi:10.1126/science.268.5218.1740. 
  19. ^ Rogers (1995), p. 6.
  20. ^ Rogers (2008), pp.111–112
  21. ^ 21.0 21.1 Rogers (1995), p. 188
  22. ^ 22.0 22.1 Hockey 1999，第40–41頁
  23. ^ Smith et al. 1979，第951–972頁

拓展阅读 编辑

  • [Numerous authors]. Beatty, Kelly J.; Peterson, Carolyn Collins; Chaiki, Andrew , 编. The New Solar System 4th. Massachusetts: Sky Publishing Corporation. 1999. ISBN 978-0-933346-86-4. 
  • Beebe, Reta. Jupiter the Giant Planet 2nd. Washington: Smithsonian Books. 1997. ISBN 978-1-56098-685-0. 
  • Hockey, Thomas. Galileo's Planet: Observing Jupiter Before Photography. Bristol, Philadelphia: IOP Publishing. 1999. ISBN 978-0-7503-0448-1. 
  • Peek, Bertrand M. The Planet Jupiter: The Observer's Handbook  Revised. London: Faber and Faber Limited. 1981. ISBN 978-0-571-18026-4. 
  • Rogers, John H. The Giant Planet Jupiter. Cambridge: Cambridge University Press. 1995. ISBN 978-0-521-41008-3. 
  • Smith, B. A.; et al. The Jupiter system through the eyes of Voyager 1. Science. 1979, 204 (4396): 951–957, 960–972. Bibcode:1979Sci...204..951S. PMID 17800430. S2CID 33147728. doi:10.1126/science.204.4396.951. 

十月 17, 2023
大紅斑, 此條目的引用需要进行清理, 使其符合格式, 2019年12月5日, 参考文献应符合正确的引用, 脚注及外部链接格式, 英語, great, spot, 簡稱grs, 是一個位於木星赤道以南22, 且已經存在很久的巨大反氣旋風暴, 高氣壓風暴, 觀測自1830年開始已經持續了193年, 但在1665年, 1713年間也有觀察紀錄, 1713, 1830年沒有任何關於大紅班的紀錄, 這兩段紀錄的可能是相同的風暴也可能是不同風暴, 若是相同風暴, 表示它持續存在了至少350年, 這樣的風暴在類木行星的大氣擾動中. 此條目的引用需要进行清理 使其符合格式 2019年12月5日 参考文献应符合正确的引用 脚注及外部链接格式 大紅斑 英語 Great Red Spot 簡稱GRS 是一個位於木星赤道以南22 且已經存在很久的巨大反氣旋風暴 高氣壓風暴 觀測自1830年開始已經持續了193年 但在1665年 1713年間也有觀察紀錄 1713 1830年沒有任何關於大紅班的紀錄 這兩段紀錄的可能是相同的風暴也可能是不同風暴 若是相同風暴 表示它持續存在了至少350年 1 2 3 這樣的風暴在類木行星的大氣擾動中並不少見 伽利略號於1996年拍攝到的木星大紅斑 地球和大紅斑的大小比較 目录 1 性質 2 對大紅斑的研究 3 參見 4 資料來源 5 拓展阅读性質 编辑大紅斑是逆時針旋轉的 週期大約是6個地球日 4 或14個木星日 東西長24 000 40 000公里 南北寬12 000 14 000公里 大到足以放進2至3個地球 2004年初 大紅斑在經度的方向上只有一個世紀前的一半大小 而之前它的直徑是40 000公里 若以目前的速率繼續縮減 它在2040年將變成圓形 但是由於鄰近噴射氣流的畸變作用 變成圓形不太可能發生 5 人們不知道大紅斑還會持續存在多久 或者其大小改變是否是正常現象 6 紅外線的長期資料顯示大紅斑在這顆行星上比其它雲彩更大且更冷 也代表高度較高 7 大紅斑的雲頂大約高於周圍雲層8km 而且仔細的追蹤其大氣特徵發現大紅斑是逆時鐘旋轉的 這點可以見於航海家1號飛掠木星時拍攝的第一部微速攝影影片 8 大紅班被其南方溫和東向噴射氣流 順行 和其北方的一個強烈西向氣流 逆行 限制著 9 而環繞大紅斑邊緣的風的最大風速大約是120公尺 秒 430公里 小時 其內部的流動似乎是停滯的 只有少許的流入或流出 10 大紅班也會自轉 其自轉速度一直減慢中 或許是其大小減少所造成的 11 觀測得知 大紅斑的緯度非常穩定 只在1度的範圍內變動 但它的經度卻是一直變化著 12 13 因為木星在不同緯度上的轉速是不同的 天文學家為不同的緯度定義了三個系統 系統II用在緯度超過10 之處 是依據大紅斑的平均轉速9小時55分42秒為基準定義的 14 15 儘管如此 在19世紀初期 大紅斑至少有10次 領先 系統II 它的飄移速率多年來有著顯著的變化 並且曾與明亮的南赤道帶連結在一起 在南熱帶的干擾下出現或消失 16 大紅斑呈現紅色的原因尚未明瞭 有實驗室的理論假設該紅色是由複雜的有機分子 像是紅磷或其它的硫化物造成的 大紅斑的顏色也會有巨大的變化 從紅磚的紅色到蒼白的鮭魚紅 甚至是白色 大紅班偶爾會 消失 但都是在陷入南赤道帶時 顯然是因為大紅斑的凹陷造成 紅斑與南赤道帶結合有時明顯可見 當南赤道帶是明亮的白色時 大紅班傾向變為暗色 而南赤道帶是黑色時 大紅班通常是亮的 大紅班的明暗變化並沒有規律周期 例如1997年往前推50年中 1961 66 1968 75 1989 90 1992 93 這些年間大紅斑都是暗的 1 大紅斑容易和卡西尼 惠更斯號探測器在2000年經過時在木星北極觀察到的大黑斑混淆 17 此外海王星也有一個稱為大黑斑的特徵 海王星的大黑斑是航海家2號在1989年發現的黑色橢圓形物 與其說是風暴還比較像是大氣層的一個大氣孔 但在1994年以後就不存在了 雖然在北半球又曾經出現一個相似的斑點 18 對大紅斑的研究 编辑 nbsp 航海家1號於1979年接近木星時拍攝的縮時攝影影片 36000倍速 可明顯看出木星雲帶的運動和大紅斑的旋轉情形一般認為第一位看見大紅斑的人是羅伯特 虎克 1664年他描述了木星上的這個斑點 但當時虎克所描述的斑點是在不同的區帶上 北赤道區 但目前的位置在南赤道帶 較令人信服的是乔瓦尼 卡西尼在次年描述的一個永久的斑點 19 1665年 1713年 卡西尼持續以可見光波段下斷斷續續觀測之 20 現在展示在梵蒂岡的一片1700年的Donato Creti 英语 Donato Creti 帆布上 有著涉及木星大紅班的小秘密 21 22 它是一系列描繪不同被放大的星空版畫的一部份 是義大利人在各種各樣的場合作為背景所繪製 所有的這些都是在天文學家Eustachio Manfredi 英语 Eustachio Manfredi 監督下創造的 具有一定的正確性 Creti的繪畫是已知最早知道大紅斑是紅色的紀錄 但在1800年後期之前 未發現有任何木星大紅斑的正式紀錄 22 目前對大紅斑的第一筆記錄開始於1830年代之後 並且在1879年之後才有較明顯的影像 從17世紀被發現後到1830年有長達118年的空窗期沒有觀測紀錄 原來的大紅班是否消失並重組了 或是是否只是褪色 這些問題由於當時觀測技術匱乏都無從得知 1 與現在的大紅班相比 古老的大紅班觀測歷史較短且運動速度較慢 因此很難說它們是相同的風暴 21 1979年2月25日 當航海家1號太空船以920萬公里的距離飛過木星時 首度將大紅斑清晰的影像傳回地球 在影像中可以看清楚160公里大小的橫斷面 西邊 左邊 有著五顏六色 波浪般的雲彩模樣 是大紅斑活躍的區域 在影像中觀察到非常複雜和多變的大氣運動 23 參見 编辑木星大氣層 木星資料來源 编辑 1 0 1 1 1 2 Beebe 1997 pp 38 41 Staff Jupiter Data Sheet SPACE coma Imaginova 2007 2008 06 03 原始内容存档于2010 12 24 Anonymous The Solar System The Planet Jupiter The Great Red Spot Dept Physics amp Astronomy University of Tennessee 2015 08 30 原始内容存档于2004 06 10 Smith et al 1979 第954頁 Irwin 2003 p 171 Beatty 2002 Rogers 1995 第191頁 Rogers 1995 第194 196頁 Beebe 1997 p 35 Rogers 1995 第195頁 Rogers John Interim reports on STB Oval BA passing GRS STropB GRS internal rotation measured EZ S Eq Disturbance dramatic darkening NEB interactions amp NNTB 英國天文協會 2006 07 30 2007 06 15 原始内容存档于2012 03 26 Reese and Gordon 1966 Rogers 1995 第192 193頁 Stone Peter H On Jupiter s Rate of Rotation PDF Journal of the Atmospheric Sciences 1974 31 5 1471 1472 2007 06 20 Bibcode 1974JAtS 31 1471S doi 10 1175 1520 0469 1974 031 lt 1471 OJROR gt 2 0 CO 2 Rogers 1995 第48 193頁 Rogers 1995 第193頁 Phillips Tony The Great Dark Spot Science at NASA 2003 03 12 2007 06 20 原始内容存档于2007 06 15 Hammel H B Lockwood G W Mills J R Barnet C D Hubble Space Telescope Imaging of Neptune s Cloud Structure in 1994 Science American Association for the Advancement of Science 1995 268 5218 1740 1742 doi 10 1126 science 268 5218 1740 Rogers 1995 p 6 Rogers 2008 pp 111 112 21 0 21 1 Rogers 1995 p 188 22 0 22 1 Hockey 1999 第40 41頁 Smith et al 1979 第951 972頁拓展阅读 编辑 Numerous authors Beatty Kelly J Peterson Carolyn Collins Chaiki Andrew 编 The New Solar System 4th Massachusetts Sky Publishing Corporation 1999 ISBN 978 0 933346 86 4 Beebe Reta Jupiter the Giant Planet 2nd Washington Smithsonian Books 1997 ISBN 978 1 56098 685 0 Hockey Thomas Galileo s Planet Observing Jupiter Before Photography Bristol Philadelphia IOP Publishing 1999 ISBN 978 0 7503 0448 1 Peek Bertrand M The Planet Jupiter The Observer s Handbook nbsp Revised London Faber and Faber Limited 1981 ISBN 978 0 571 18026 4 含有內容需登入查看的頁面 link Rogers John H The Giant Planet Jupiter Cambridge Cambridge University Press 1995 ISBN 978 0 521 41008 3 Smith B A et al The Jupiter system through the eyes of Voyager 1 Science 1979 204 4396 951 957 960 972 Bibcode 1979Sci 204 951S PMID 17800430 S2CID 33147728 doi 10 1126 science 204 4396 951 取自 https zh wikipedia org w index php title 大紅斑 amp oldid 78019343, 维基百科，wiki，书籍，书籍，图书馆，

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