p Os padrões climáticos em Júpiter podem ter semelhanças impressionantes com os da Terra, tornando o gigante gasoso um laboratório natural para a compreensão das atmosferas planetárias. Crédito:NASA SVS / CI, Dan Gallagher
p Em alta velocidade através da atmosfera acima do equador de Júpiter está uma corrente de jato leste-oeste que inverte o curso em uma programação quase tão previsível quanto a de um trem de Tóquio. Agora, uma equipe liderada pela NASA identificou que tipo de onda força este jato a mudar de direção. p Jatos equatoriais semelhantes foram identificados em Saturno e na Terra, onde uma rara interrupção do padrão usual de vento complicou as previsões do tempo no início de 2016. O novo estudo combina a modelagem da atmosfera de Júpiter com observações detalhadas feitas ao longo de cinco anos a partir do Infrared Telescope Facility da NASA, ou IRTF, no Havaí. As descobertas podem ajudar os cientistas a entender melhor a atmosfera dinâmica de Júpiter e de outros planetas, incluindo aqueles além do nosso sistema solar.
p "Júpiter é muito maior que a Terra, muito mais longe do Sol, gira muito mais rápido, e tem uma composição muito diferente, mas acaba por ser um excelente laboratório para a compreensão deste fenômeno equatorial, "disse Rick Cosentino, um pós-doutorado no Goddard Space Flight Center da NASA em Greenbelt, Maryland, e autor principal do artigo publicado no
Journal of Geophysical Research -
Planetas .
p A corrente de jato equatorial da Terra foi descoberta depois que observadores viram detritos da erupção do vulcão Krakatoa em 1883 sendo carregados por um vento oeste na estratosfera, a região da atmosfera onde os aviões modernos alcançam altitude de cruzeiro. Mais tarde, balões meteorológicos documentaram um vento leste na estratosfera. Os cientistas finalmente determinaram que esses ventos inverteram o curso regularmente e que ambos os casos eram parte do mesmo fenômeno.
p O padrão alternado começa na estratosfera inferior e se propaga até a fronteira com a troposfera, ou camada mais baixa da atmosfera. Em sua fase leste, está associado a temperaturas mais altas. A fase oeste está associada a temperaturas mais frias. O padrão é chamado de oscilação quase bienal da Terra, ou QBO, e um ciclo dura cerca de 28 meses. A fase do QBO parece influenciar o transporte de ozônio, vapor de água e poluição na alta atmosfera, bem como a produção de furacões.
Quando os cientistas olham para a atmosfera superior de Júpiter em luz infravermelha, eles veem a região acima do equador aquecendo e resfriando ao longo de um ciclo de aproximadamente quatro anos. Eles chamam esse padrão climático de Júpiter de "oscilação quase quadrienal, "ou QQO, e tem um irmãozinho na Terra - um ciclo de temperatura de dois anos acompanhado por uma reversão da corrente de jato equatorial. O ciclo da Terra pode influenciar o transporte de aerossóis e ozônio e pode afetar a formação de furacões, tornando-se uma área ativa de pesquisa climática. Agora, cientistas do Goddard Space Flight Center da NASA desenvolveram um novo modelo para compreender o QQO de Júpiter, o que poderia levar a uma compreensão refinada do próprio clima da Terra. Crédito:Goddard Space Flight Center da NASA / Scientific Visualization Studio / Dan Gallagher p O ciclo de Júpiter é chamado de oscilação quase quadrienal, ou QQO, e dura cerca de quatro anos terrestres. Saturno tem sua própria versão do fenômeno, a oscilação quase periódica, com uma duração de cerca de 15 anos terrestres. Os pesquisadores têm uma compreensão geral desses padrões, mas ainda estão descobrindo o quanto os vários tipos de ondas atmosféricas contribuem para impulsionar as oscilações e como os fenômenos são semelhantes uns aos outros.
p Estudos anteriores de Júpiter identificaram o QQO medindo as temperaturas na estratosfera para inferir a velocidade e direção do vento. O novo conjunto de medições é o primeiro a abranger um ciclo completo do QQO e cobre uma área muito maior de Júpiter. As observações se estenderam por uma grande faixa vertical e abrangeram latitudes de cerca de 40 graus ao norte a cerca de 40 graus ao sul. A equipe conseguiu isso montando um instrumento de alta resolução chamado TEXES, abreviação de Texas Echelon Cross Echelle Spectrograph, no IRTF.
p "Essas medições foram capazes de sondar fatias verticais finas da atmosfera de Júpiter, "disse a co-autora Amy Simon, um cientista Goddard especializado em atmosferas planetárias. "Os conjuntos de dados anteriores tinham resolução inferior, portanto, os sinais foram essencialmente espalhados por uma grande parte da atmosfera. "
p A equipe descobriu que o jato equatorial se estende bem alto na estratosfera de Júpiter. Como as medições cobriram uma região tão grande, os pesquisadores conseguiram eliminar vários tipos de ondas atmosféricas de serem os principais contribuintes para o QQO, deixando as ondas de gravidade como o principal impulsionador. Seu modelo assume que as ondas gravitacionais são produzidas por convecção na baixa atmosfera e viajam para a estratosfera, onde eles forçam o QQO a mudar de direção.
p Os resultados das simulações foram uma excelente combinação para o novo conjunto de observações, indicando que identificaram corretamente o mecanismo. Na terra, as ondas de gravidade são consideradas mais prováveis de serem responsáveis por forçar o QBO a mudar de direção, embora não pareçam fortes o suficiente para fazer o trabalho sozinhos.
p "Por meio deste estudo, obtivemos uma melhor compreensão dos mecanismos físicos que acoplam a atmosfera inferior e superior em Júpiter, e, assim, uma melhor compreensão da atmosfera como um todo, "disse Raúl Morales-Juberías, o segundo autor do artigo e professor associado do Instituto de Mineração e Tecnologia do Novo México em Socorro. "Apesar das muitas diferenças entre a Terra e Júpiter, os mecanismos de acoplamento entre as atmosferas inferior e superior em ambos os planetas são semelhantes e têm efeitos semelhantes. Nosso modelo poderia ser aplicado para estudar os efeitos desses mecanismos em outros planetas do sistema solar e em exoplanetas. "
