Drehrichtung der Wirbelstürme auf Jupiter endlich geklärt

30. November 2015, 17:53
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Aufsteigende Ströme werden in höherliegenden Gasschichten abgelenkt und dann erst verwirbelt

Köln/Edmonton – Ein internationales Forscherteam hat womöglich die Frage beantwortet, warum Jupiters Stürme eine andere Drehrichtung haben als die auf der Erde. Ihre neuesten Erkenntnisse über die großen Wirbelstürme in der Atmosphäre des größten Planeten unseres Sonnensystems veröffentlichten sie nun aktuell in "Nature Geoscience".

Grundsätzlich entstehen die Jupiter-Stürme durch aufwärtsgerichtete Gasströme, wie das Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung (MPS) in Göttingen mitteilte. Diese Ströme werden in höherliegenden, stabilen Gasschichten des Planeten abgelenkt und dann verwirbelt.

Atmosphärische Barrieren

Wissenschafter der Universität von Alberta (Kanada) und des MPS nutzten umfangreiche Computersimulationen, um den Vorgang genauer zu analysieren. Wie Jupiters Wirbelstürme entstehen und warum sie sich in die entgegengesetzte Richtung drehen wie auf der Erde, galt lange als umstritten. Dabei wissen die Forscher schon seit geraumer Zeit, dass ausgedehnte Windbänder Wolken aus gefrorenen Ammoniakkörnchen mit hohen Geschwindigkeiten um den Gasplaneten treiben.

Andere Regionen der Jupiter-Atmosphäre werden von riesigen, langlebigen Wirbelstürmen dominiert. Der größte unter ihnen ist der sogenannte Große Rote Fleck, dessen Ausdehnung stellenweise zwei Erddurchmesser beträgt und der seit möglicherweise 350 Jahren besteht.

"Unsere hoch auflösenden Computersimulationen zeigen nun, dass ein Zusammenspiel zwischen den Bewegungen im tiefen Inneren des Planeten und einer äußeren stabilen Schicht entscheidend ist", erläuterte der MPS-Forscher Johannes Wicht. Angetrieben von der Wärme im Jupiterkern steige das Gas in Paketen nach oben. Die darüber liegenden, stabilen Luftschichten der Jupiter-Atmosphäre stellen aber eine Barriere dar.

"Nur wenn der Auftrieb des Gaspaketes stark genug ist, kann es in diese Schicht eindringen und breitet sich darin horizontal aus", so Wicht. "Unter dem Einfluss der Planetendrehung wird die horizontale Bewegung verwirbelt, so wie wir es auch bei den Wirbelstürmen auf der Erde beobachten."

Spätere Verwirbelung

Wie auf der Erde weisen auch die Wirbelstürme auf dem Jupiter unterschiedliche Drehrichtungen auf – je nachdem, ob sie auf der Nord- oder der Südhalbkugel des Planeten auftreten. Allerdings ist ihre Drehrichtung verglichen mit den Stürmen auf der Erde genau vertauscht.

Für den Umstand, dass sich Zyklone auf der Erde in die entgegengesetzte Richtung drehen, fanden die Wissenschafter folgende Erklärung: Beim Jupiter entstehen die Wirbel, wenn aufsteigendes Gas in der oberen Atmosphärenschicht auseinanderstrebt. Auf der Erde dagegen entwickeln sich die Wirbel am Boden, wo Luft zusammenkommt und dann nach oben strömt. (APA, 30.11.2015)


Abstract
Nature Geoscience: "Simulation of deep-seated zonal jets and shallow vortices in gas giant atmospheres"

  • Der "Große Rote Fleck" ist ein seit mindestens 185, womöglich sogar 350 Jahren tobender Wirbelsturm gigantischen Ausmaßes auf Jupiter.
    foto: nasa/jpl/space science institute

    Der "Große Rote Fleck" ist ein seit mindestens 185, womöglich sogar 350 Jahren tobender Wirbelsturm gigantischen Ausmaßes auf Jupiter.

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