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▲美国宇航局卡西尼号宇宙飞船的彩色照片显示：当土星北部大风暴环绕整个星球时，它会扰动整个北半球的大气层。这张照片拍摄于2011年2月25日，拍摄于风暴开始后的12周，而此时的云已经形成了一个环绕着这个气体巨行星的尾巴。图片来源:美国国家航空航天局/加州理工学院/太空科学研究所。
尽管地球和土星的大气有很大的不同，但是它们赤道中层的大气层都展示出了类似的现象：变温和风力系统具有以多年为周期的垂直循环模式。这种模式在土星被称为准周期性震荡，在地球被称为准两年震荡。这些震荡描述了行星中间层大气的基本特征。地球的准两年震荡具有规律性并且是可预测的，平均而言每28个月循环一次。而这种循环会被远离赤道的一些大气事件所扰动。近日，发表于《自然·天文学》的一项新研究认为土星的准周期震荡也存在相同的现象。
莱斯特大学研究员，利·弗莱彻博士说：“可以把赤道中层大气的这种震荡视为行星脉动。”早在十年前，卡西尼号就在土星上发现了这种震荡，而地基观测在木星上也发现了这一现象。“尽管远离地球的气体巨星大气环流可能与地球有巨大差别，当我们近距离观测时，就开始发现相似之处。”
为进一步揭示土星准周期震荡，弗莱切博士继续研究了卡西尼号搭载的复合红外光谱仪整个时段的观测数据。论文的共同作者Sandrine Guerlet博士说：“土星的这种每15年一个循环震荡的脉动会受到一个巨大的扰动，就如同心悸。例如2011-2013年整个赤道急速降温。当我们检测2011-2013年之间的扰动时，我们发现这个扰动是在一个覆盖整个土星北半球的大风暴发生之后立即发生的。这也表明了两个事件的联系：我们认为尽管风暴离赤道几万英里，但与大风暴相联系的波动仍能朝赤道传播，并扰动准周期性震荡。这种风暴被称为北部大风暴，大约每个土星年发生一次。”
尽管我们都知道土星风暴的影响是巨大的，但是研究表明风暴的影响远超预期。因为这证明了土星上准周期性震荡和其他远距离赤道大气事件的相关性。弗莱切博士说：“当将这次土星上的心悸与地球上发生于2016年的准两年震荡事件对比时，我们非常激动，因为16年的准两年震荡也是被来自北半球携带大量动量的波所扰动。”
在地球上，我们把地球气候系统中远距离事件的关系称为遥相关。整个星球上气象模式存在着微妙的关联，并且能非常显著地彼此影响。一个典型的案例就是ENSO（厄尔尼诺南方涛动），它能影响全球的气温和气候模式。
尼古拉·阿托贝利博士说：“能在太阳系的其他星球看到这种扰动现象是值得注意的，尤其是在与地球如此不同的星球上。”
科界原创
编译：安谧 审稿：阿淼 编辑：张梦
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