氷巨大惑星の循環パターン

気球に吊り下げられた観測装置なのか、飛行船タイプなのか、機動性を重視してグライダーになるのか不明ですが、長期間観測装置を浮遊させるには赤道に突入させるのか？以下、機械翻訳。
氷巨大惑星の循環パターン：大気探査への意義
（2019年7月5日に提出された）
[要約]
マルチスペクトルリモートセンシングから派生した大気循環パターンは、将来の内部プローブミッションのための適切な進入場所を選択するための指針として役立ちます。1980年代のVoyager-2フライバイ以来、地上および宇宙ベースの観測所からの30年に及ぶ観測は、複雑で当惑している、そしてガスジャイアンツで見られたものと全く違ったアイスジャイアント循環の写真を生み出しました。このレビューでは、観測的観点からさまざまな競合する循環パターンを調整し、空間的に解決された以下の測定を説明します。帯状アルベドのコントラストと帯状の外観。雲追跡の帯状風。温度とパラH2凝縮物雲の上の測定。そして、より深い対流圏の凝縮性揮発性物質（メタンと硫化水素）の赤道と極の対比。これらの観測は、3つの異なる緯度領域を特定しています。逆行帯状噴流のピークに囲まれ、木星のサイクロン帯に類似した、潜在的に深い湧昇と上部対流圏沈下の赤道領域。木星の高気圧帯に類似した、上部対流圏の隆起、活発な雲活動の中緯度遷移領域。そして、強い地盤沈下、揮発性の枯渇、そして小規模（そして季節的に変動する可能性がある）対流活動の極域。まとめると、多波長観測は、積み重ねられた循環セル（少なくとも対流圏に2つと成層圏に1つ）の階層構造を示唆しています。（i）雲の凝縮に伴う強い分子量勾配によって、および（ii）深さでの熱直接循環様式から高高度での波動循環様式への移行によって、垂直方向に潜在的に分離されている。推定された循環は、今後10年間で3Dシミュレーションと将来のワールドクラスの施設からの観察によってテストすることができます。
キーワード：大気・ダイナミクス・巨大惑星
図1天王星（左）と海王星（右）の大気循環の主要な観測量の照合行Aが示す
アルベド構造の例。天王星では、60°S極上のVoyager-2画像の組み合わせを使用します（Karkoschka 2015）
2012年には、60°Sより北に向かってKeck Hバンド画像が撮影された（Sromovsky et al。2015）。海王星のために、我々はケックHバンドイメージを使います
2003年10月から（de Pater et al。2014）。 B列の気温はVoyager / IRISの観測から導き出された（Orton et al。2015年フレッチャー等。 2014）。
C列の帯状風はさまざまな源から派生していました（灰色の地域ではVoyager 2のみ、Karkoschka 2015）、およびこの行は（Sanchez-Lavega et al。2019）から修正されています。パラH2の不均衡の程度
D列（湧昇を示す点線の部分平衡、沈降を示す実線の超平衡）Voyager / IRISの観測に由来する（Orton et al。2015; Fletcher et al。2014）。中のメタンの緯度分布
行EはKarkoschka and Tomasko（2009）によるものです。 Sromovsky等。 （2014） Karkoschka and Tomasko（2011） - 点線　NeptuneはCH4ディストリビューションの理想形です。
海王星のF列のH2Sの深い分布はALMAからのものです　ミリ波観測Tollefson等。 （２０１９）；天王星のために我々はVLAセンチメートル観測に基づく回路図を示します。
Hofstadter and Butler（2003）。図は、比較を容易にするために元のソースから変更されています。


図２　（i）対流圏温度に基づく、天王星と海王星の上部対流圏の子午線循環を示す概略図。寒さと暑さをそれぞれ「C」と「H」で表したもの。
（ii）平衡からのパラH2の偏差。（iii）中緯度での雲活動の促進に関する単純化された推論。 （iv）高度による風の推定減衰。
逆行風はオレンジ色のバーと十字の付いた丸で示されます。 順風は円の付いた緑色のバーで示されます
ドットで。 この循環パターンは、〜0.1 barの対流圏界面とCH 4凝縮の間に存在することが示唆されています。p> 1 barのレベル。


図3天王星と海王星の上部対流圏における子午線循環の概略図（図2）海王星の赤道噴流が高度とともに逆行するようになるという観察のために
中緯度よりも涼しい（本文参照）。 天王星の赤道逆行の同じ傾向を恣意的に仮定しました
両方の惑星上のジェット、そして極進行型ジェットでは、どちらも利用可能なデータによって証明も証明もされていません。
逆行風はオレンジ色のバーと十字の付いた丸で示されます。 順風は円の付いた緑色のバーで示されます　ドットで。


図4 VLAデータからの天王星（左）と海王星（右）の偽色電波輝度図。おおよそあります
天王星のディスク全体で10の解像度要素と海王星全体で23。白い色は最も明るい領域を示し、赤い薄暗い。経度線と緯度線は緑色（15°間隔）で、各惑星の四肢は青色で示されています。に
どちらの画像も、天の北は上を向いています。天王星の98°の傾斜は、その南極が画像の左側にあることを意味します。
海王星南極は底の近くにあります。どちらの惑星でも、主な特徴は非常に明るい南極点です。
乾燥した、補助的な空気区画の領域は、〜1 barを超える圧力である。天王星の広い極地域は、〜45◦Sに及ぶことに注意してください。
海王星は〜65°Sまでしか伸びないネプチューンの赤道が明るくなるにつれて、両方の惑星でより暗いバンディングが見られます。
20◦Sに近い地域です。天王星では、赤道自体が表示されている間、わずかに明るいバンドが約10◦NとSに表示されます
薄暗い。両方の地図は長さ方向の特徴を汚して、何時間ものデータから作られました。 2005年5月26日に天王星が観測されました
波長は1.3 cmで、惑星の直径は3.5秒角でした（Hofstadter 2019、準備中）。海王星データは
2011年8月6日と9日に0.9 cmの波長で収集され、惑星は横幅2.4アーク秒であった（Butler et al。2012）。


図5今度は上部対流圏から中部対流圏に伸びる、子午線循環の修正図。
低緯度で上昇する運動を伴う大規模な赤道から極への輸送（図1で推論された風のパターンと一致する）。
3）そして強い極の沈降は、CH4およびH2Sの緯度分布を説明するために含まれていました - 緑
赤道 - 極シェーディングはこの勾配を表します。高緯度での小規模な上昇は極雲の存在を説明するかもしれない
（Sromovsky et al。2014）とネプチューンの南極での過剰なH2S湿度（Irwin et al。2019b）が
マイクロ波観測を説明するための純沈下の地域ここでは2つの積み重ねられたセルの層が見えます。
ｐ〜１バー領域。プログレードジェットを横切る赤道方向の1 bar付近の中央対流圏循環の感覚
木星と土星で見られるように、（証明されていない）渦駆動の昇進ジェットと一致している。循環の閉鎖
高圧下での測定は任意ですが、マイクロ波観測は極地沈下が少なくともp〜50 barまで持続することを示唆しています。


図6図5に示した対流圏循環の変形図で、大規模な赤道 - 極運動を追加　天王星と海王星の成層圏では、成層圏の沈下の緯度は推定されています（極±25°の極方向）。
天王星では、海王星で〜70°Sの極方向が2つの世界で異なります。 5バールを超える圧力では、地域　天王星での極地の沈み込みは、成層圏の領域よりも小さく、午後45度まで広がっています。
65°Sの極方向の沈下の成層圏と深部対流圏の領域は、同様の空間領域をカバーしています。


図7赤道逆行を分裂させるための対流圏と成層圏の子午線循環パターンの修正（図6）
そのピーク風を最大熱風せん断の位置と一致するように動かす。 これは完全に仮説です。
しかし、異なる作者によって観察された温度、組成、およびアルベドのコントラストを説明することができました。 さらに小規模
低緯度帯状風の構造は確かに存在する可能性がありますが、まだボイジャーまたは地球ベースの雲追跡観測で識別されていません。