دانشمندان معمای ابرهای زهره را با دینامیک ساده سیالات حل کردند
سیاره زهره (ونوس)، نزدیکترین سیاره به زمین، همواره در میان ابرهای غلیظ اسید سولفوریک محصور شده است. سالها بود که محققان از وجود چنین سیستم ابری عظیمی در اطراف این سیاره متحیر بودند؛ ابری به عرض حدود ۳,۷۰۰ مایل که تنها در عرض چند روز به دور سیاره میچرخد و لبه جلویی بسیار تیزی دارد. حالا مشخص شده است که پاسخ این معما به فرآیندهای فیزیکی سادهای مرتبط است که در آشپزخانه شما هم اتفاق میافتد.
طبق گزارشی که در مجله تحقیقات ژئوفیزیک: سیارات (Journal of Geophysical Research: Planets) منتشر شده، دانشمندان دانشگاه توکیو با استفاده از شبیهسازیهای عددی نشان دادهاند که چگونه یک جبهه موج جوی بسیار بزرگ میتواند توسط یک «پرش هیدرولیکی» (hydraulic jump) بزرگ ایجاد شود. پرش هیدرولیکی زمانی رخ میدهد که جریان سریع و کمعمق سیال، کند شده و ضخیم میشود؛ دقیقاً مانند آبی که از شیر آب میچکد و روی سطح زیرین سینک جمع میشود.
در سیاره زهره، یک موج سیارهای «کلوین» (Kelvin wave) به سمت شرق درون ابرهای پایینی حرکت میکند. این موج بیثبات میشود و یک بالارفتگی قدرتمند و موضعی ایجاد میکند که بخار اسید سولفوریک را تا ارتفاعات بسیار بالاتر میبرد. این بخار حدود ۳۱ مایل بالا میرود و یک جبهه ابری عظیم را شکل میدهد.
این کشف به چند دلیل اهمیت دارد. نخست اینکه این اولین «پرش هیدرولیکی» است که فراتر از زمین پیدا شده و بزرگترین نمونه شناخته شده در سراسر منظومه شمسی نیز محسوب میشود. دوم اینکه این یافته، معمای دیرینه دیگری از سیاره زهره را نیز روشن میکند: ابرهای این سیاره حدود ۶۰ برابر سریعتر از خود سیاره میچرخند (پدیدهای به نام «ابرچرخش»).
تکانه (momentum) حمل شده توسط موج کلوین از طریق پرش هیدرولیکی به جریان میانگین منتقل میشود و به حفظ این ابرچرخش جوی شدید کمک میکند. این جفتشدگی در هیچ یک از مدلهای اقلیمی موجود لحاظ نشده است. گنجاندن آن به قدرت محاسباتی فوقالعادهای نیاز دارد، اما میتواند آمادگی برای مأموریتهای آینده به زهره و درک گستردهتر ما از جو سیارات را به طور قابل توجهی افزایش دهد.
