Saturn storm

形成

探测

巨型风暴

Saturn storm

土星是太阳系中风最多最大的一颗行星，它被神秘的光环所包围着。土星上的风速最快可达每小时1000英里以上。土星风暴在其南北半球都有，但最强烈的风暴还是出现在赤道附近。

形成

土星风暴开始于一块巨大的乌云，这块乌云的体积与地球差不多。土星风暴被认为是近似对地球雷暴与无线电噪声生产在高压闪电放电。当风暴开始时，被风暴吞没的地方面积加起来相当于30个地球那么大。据天文学家们的计算，土星风暴的移动速度约为每秒450米，这一速度是地球上喷气式飞机速度的10倍，比木星表面的风暴还要快上3倍。

在地球上，风暴一般只持续数周时间，在成熟后就逐渐衰弱下去，不会再从周围环境中获取新的能量。而在土星和其它巨行星上，风暴通常可以可以持续数月、数年，甚至几个世纪。而且它们通常不是逐渐衰弱下去，而是以合并的形式结束其生命。

在土星上风暴是在整个星球是以环形的路线移动的。在土星的夏天，热空气会向着相反的方向运动，在一定的高度上变得极不稳定，由于其中氨的含量较大，最终会形成冰状的结晶体。

探测

到达土星之前三个月，卡西尼号土星探测器目睹了土星表面两个大风暴并合成一个大风暴全过程，这是人类第二次在这个带环大行星上看到这一种现象。

这两个风暴直径大约1000公里，相对于土星内部的自转而言，它们都在向西移动，经过约一个月后，在2004年3月19－20日间合并成了一个新的大风暴。

北面的那个风暴移动速度大约是南面那个风暴的2倍，分别为11米/秒和6米/秒。它们就象高速公路上的两部汽车相互追赶，并在合并中沿着反时针方向旋转。这与地球南半球飓风的旋转方向正好相反。

3月20日，就在并合之后不久，新形成的风暴在南－北方向是拉长的，两端各有一个亮的云点。两天之后，新风暴的形状越来越圆，原来的两个云点向周围扩散变成了一层晕。

巨型风暴

北京时间5月23日，据美国宇航局网站报道，正在土星轨道运行的美国宇航局卡西尼号探测器和欧洲南方天文台的地基大型望远镜正在追踪土星北半球出现的一个特大型风暴的发展动向。这个风暴规模罕见，席卷土星全球。　卡西尼号探测器搭载的无线电和等离子波科学设备首先探测到土星大气深处存在一个巨大的湍流，随后在2010年12月份，地面上的业余爱好者们相继观测到土星大气表面出现一个巨大的风暴。随着其强度增加，这个风暴逐渐发展成为一个力量惊人的雷暴云团。这个风暴在土星动荡的大气中形成了一个直径超过3000英里(约合5000公里)的暗色漩涡，规模几乎和木星上的大红斑相当。

这种剧烈的动荡扰动了土星原本相对平静的平流层，形成一块相对温暖的区域，在红外波段看起来非常明亮，就像是一座星际灯塔。有关这项研究的详细论文将发表在本周出版的《科学》杂志。

雷·弗莱彻(Leigh Fletcher)来自英国牛津大学，他是这项研究的第一作者，同时也是卡西尼项目组的成员。他说：“地球上的任何风暴都不能和这个风暴系统相提并论。这样大规模的风暴是罕见的。在土星上，这样规模的风暴自从1876年有记录以来只观测到6次，最近的一次还是在1990年。”

这也是首次当风暴发生时在土星轨道上恰好有一艘人类的探测器，这也使它成为首个被在轨的宇宙飞船近距离仔细考察的土星风暴。除此之外它还是首个被从热红外波段进行研究的土星风暴，在这一波段土星的热辐射特征能让科研人员了解其大气温度分布，风速以及化学组成情况。

位于智利帕拉那山的欧洲南方天文台甚大望远镜(VLT)和卡西尼探测器的合成红外光谱仪(CIRS)小组通力合作，获取土星大气表面的温度数据。

格林·奥顿(Glenn Orton)是美国宇航局喷气推进实验室(JPL)的科学家，也是这一论文的合著者。他说：“我们的这次观测显示此次风暴事件对土星大气层产生了严重的影响，发生了能量和物质的远距离输送，并导致大气环流模式的改变。这进一步引起了高空喷流和巨大漩涡结构的出现，也打乱了土星正常的季节转变。”

根据测量数据，研究人员们认为这次的风暴是土星有观测以来出现的最强烈的一次，这让他们很吃惊。这个风暴的起因仅仅是一次发生在土星深层大气的常规扰动，但是后来却穿破上覆的大气和云层，进入平流层并发展成了一次规模空前的剧烈风暴。

布里吉特·亨茨曼(Brigette Hesman)是美国马里兰大学的科学家，也是卡西尼合成红外光谱仪(CIRS)小组成员。他说：“在地球上，民航班机一般会选择在平流层中飞行以避免受到天气影响。但如果你是在土星上空飞行，那么这个风暴就实在升的太高了，飞机没办法避开它。”

这场风暴之剧烈，还有其他数据可以说明问题。比如，由于它从土星大气层下方各个层面卷起来的物质，土星上层大气的化学成分出现了变化。卡西尼合成红外光谱仪的观测数据中可以发现乙炔和磷化氢含量的明显改变。这两种化学物质经常被用作土星大气运动的示踪剂。在另一项独立的研究中，喷气推进实验室(JPL)的凯文·巴恩斯(Kevin Baines)领导下的卡西尼可见光与红外成像分光设备(VIMS)小组获取的数据分析确认了这次风暴正在卷起大量的深层物质，其中包括将数倍于任何以往风暴情况的氨卷起，送至高层大气。

卡西尼探测器是一个美国宇航局和欧洲空间局之间，以及意大利航天局的合作项目，于1997年10月发射升空，于2004年7月成功进入土星轨道开展考察工作。整个项目由美国宇航局喷气推进实验室负责管理。