惑星大気と嵐とは？雲・風・循環を比べる証拠ファイル

先に結論

惑星の風や嵐は、太陽から受ける熱だけでなく、内部熱、自転、大気組成、圧力、雲を作る物質、固体表面の有無で変わります。地球の台風をそのまま外惑星に当てはめず、何を何時間追跡して風速を求めたかまで確認する必要があります。[参考1][参考2][参考3][参考4]

惑星大気は、設定の違う「天気の機械」

大気を一台の天気の機械にたとえるなら、組成、圧力、熱源、自転、地表が互いに連動する設定です。同じ「嵐」や「雨」という名前でも、設定が違えば別の仕組みになります。ただし実際の大気に独立したつまみが並ぶわけではありません。組成は凝結温度を変え、自転は循環を変えるため、設定同士を切り離して一個だけで原因を決めないことが比喩の限界です。

嵐を比較するときの六つの軸

第一は組成です。水素・ヘリウム主体の木星と、窒素主体でメタンを含むタイタンでは、凝結する物質も密度も異なります。第二は圧力で、物質が気体・液体・固体のどの状態を取り、雲がどの高さにできるかを左右します。第三は熱源、第四は自転、第五は固体表面の有無、そして第六は観測時間です。短い画像列だけでは、長寿命の渦と一時的な雲を区別できません。木星の大赤斑は数百年にわたり観測される巨大な嵐ですが、その寿命を一枚の画像から予測することはできません。[参考1]

地表の有無で循環は変わる

固体表面のない巨大惑星では、地球の台風のような海面との熱交換をそのまま適用できません。タイタンには地表の湖・海と河川地形があり、炭化水素の蒸発・雲・雨が循環します。[参考2] 似た言葉を使っても、物質と温度条件を必ず添えます。

観測、説明モデル、未確定を順に分ける

雲の位置、スペクトル、自転周期、温度、時間差画像は観測です。そこから風速や循環を求める段階には追跡と流体モデルが入ります。さらに嵐の寿命や深さ、内部熱との因果まで進むと、複数の説明が残ります。天王星の約98度の傾きと極端な季節条件は観測できますが、その傾きが現在の大気活動に与える詳細は、一つの数字だけでは決まりません。[参考4]

個別の問いは事件記録へ

このファイルは比較の物差しを所有します。まず組成、圧力、熱源、自転、地表、観測時間をそろえてください。その物差しを持って、大赤斑のCASE 033、タイタンのCASE 035、天王星のCASE 036、海王星のCASE 037へ進むと、「同じ嵐」という言葉に隠れた違いが見えます。