木星大红斑上方的高层大气比地球上任何地方都要热得多，这是一场持续了几个世纪的巨大风暴。今天发表在《自然》杂志上的一项最新研究表明，木星低层大气中巨大风暴的移动可能是造成上层超高温的原因。这意味着这两个大气可能相互联系，相互影响。

大红斑是木星最具标志性的特征之一。据美国宇航局称，这是一场横跨地球1000多英里的巨型飓风，风速可达每小时400英里。自19世纪末以来，人们一直在不断地观测到这个大红斑，天文学家们试图了解风暴是如何开始的，以及它周围的大气层是什么样的。

木星的低层大气和高层大气是相连的

现在，研究人员利用美国宇航局夏威夷红外望远镜设施的测量发现，该地区大约有1600开尔文，即2400华氏度以上——比木星上大气层其余部分的平均温度（约900 K，即11160华氏度）的平均温度要高出很多。研究者说，温度的变化可能是由于高能波引起的。这意味着，大风暴的湍流运动产生了向上发射的声波。这些高能波随后会震动上层大气中的原子，从而产生温度的大峰值。

这项发现表明，木星的下部大气和上层大气实际上是以某种方式联系在一起的——一个区域影响到其他区域。这令人惊讶，因为木星的上层大气比低层大气高出500英里。”波士顿大学的行星科学家詹姆斯·奥多诺霍说：“我们认为这两个区域没有任何重要的耦合，但事实证明它们是相互耦合的。”。

这种耦合也可能有助于解释一个谜

这种耦合也可能有助于解释困扰行星科学家多年的一个谜团，即所谓的“能源危机”，它与木星的高层大气——以及我们太阳系中所有其他气态巨行星——比它们应该的温度高得多有关。奥多诺霍说，计算机模型显示，根据木星离太阳的距离，木星的高层大气应该在300开尔文左右，也就是80华氏度左右。但直接观测表明，它的高层大气比这要热得多。研究人员以前并不确定如何解释这种热量差异，但今天的研究表明，这种热量可能来自下面大气的运动。

最初，人们认为木星两极的极光可能正在向下扩散，并加热了其余的大气层。但据O'Donoghue称，模型显示，这种可能性不大。极光大部分被困在两极，这要归功于木星中部由东向西的超高速风。另一种解释是声波的想法，但从来没有任何直接的证据证明这一点。现在在观察了大红斑的温度后，研究人员提供了一个工作过程的例子。

一个关于大红斑如何向高层大气发射电波的图示(艺术作者：Karen Teramura，UH IfA，James O'Donoghue）

“一个很好的类比是，这就像用勺子搅拌一杯咖啡，”O'Donoghue说如果你顺时针搅拌，但突然逆时针搅拌，会有很多晃动。。。到处晃荡，你真的能听到。这表明实际上有一些声波来自于晃动，“这基本上就是在大红斑发生的事情。当风暴逆时针旋转时，它会猛烈撞击低层大气的气流，并产生大量的湍流。它垂直向上发射声波，然后震动高层大气中的原子。

地球上也发生了类似的过程

类似的过程也发生在地球上。例如，当空气在安第斯山脉上空流动时，空气与岩石的碰撞会向上层大气发射声波，并引起轻微的加热。即使在地球上的飓风和海啸之上，上层大气也会变得稍微暖和一些。

现在研究人员已经对大红斑上发生的事情有了相当好的了解，他们认为这也可能发生在木星的其他地方。他们计划观察地球上较小的风暴，并最终绘制出其高层大气的综合温度图。此外，美国宇航局的朱诺号宇宙飞船最近将自己送入环绕木星的轨道，它将获得一些迄今为止最接近木星的测量结果。在较小的风暴上方，车辆可能能够确认类似类型的加热。它还将研究大红斑，不过朱诺更关心的是看风暴下方。”“这篇论文认为，大红斑是造成其上方大气显著加热的原因，”美国宇航局喷气推进实验室的高级研究科学家、朱诺研究人员迈克·詹森（Mike Janssen）说朱诺将要做的是帮助解释造成大红斑的原因。”

美国宇航局是如何完成冥王星飞行的