泰坦上出现了一片巨大冰云

最近科学家在土卫六（泰坦）南极上空发现了一片巨大的冰云（就是下图中，土卫六昼夜分割线附近的圆斑）。冰云的主要成份是冰冻的化合物，它位于土卫六的中低平流层内

最近科学家在土卫六（泰坦）南极上空发现了一片巨大的冰云（就是下图中，土卫六昼夜分割线附近的圆斑）。冰云的主要成份是冰冻的化合物，它位于土卫六的中低平流层内。稳定的平流层位于活跃的对流层上方。

2012年，卡西尼的摄影机曾经在同一地区拍到过一片令人印象深刻的云层，当时云层的高度大约是300千米。现在我们终于明白，那只是冰山一角。今天，一片巨大得多的冰云在平流层的低处现身了，它的高度约为200千米。

▲随着土卫六南极冬季的来临，一个名为“南极气旋”的云系开始形成，照片拍摄于2013年

这片新的冰云是由卡西尼探测器的复合红外光谱仪发现的，它能够在不可见的波段上侦测来自大气的热量特征。冰云的密度很低，看起来和地球上的雾很像，但它悬浮在高处。

卡西尼探测器在过去几年中有幸观察到了土卫六南极地区秋冬季的变化。土卫六上的一个季节相当于地球上的7.5年。卡西尼探测器2017年结束任务时，它的南极仍然会是冬季。

“当我们检视红外数据时，这片前所未见的冰云跳了出来，”高达德空间飞行中心的Carrie Anderson说。“它让我们目瞪口呆。”

▲这张2012年的特写照片，呈现的是一片悬浮在土卫六南极上空的云层，高度约为300千米。卡西尼此次发现的巨型冰云位于它下方

土卫六极地冰云的产生方式和地球上的雨云是不一样的。

雨云是水从地面蒸发上升到对流层后遇冷形成的，形成时，在水汽到达的高度层，温度和气压都必须恰到好处。土卫六对流层甲烷云的形成方式与此相同。

但土卫六极地云位于更高处，形成机制不同。大气循环会把气体从较暖半球的极地向较冷半球的极地输送。在较冷半球的极地，温暖的气体会下沉。

下沉气体的主要成份是烟雾状的烃类和含氮的腈类化合物，它们在下沉过程中会越来越冷。不同气体的冷凝温度不同，因此会在一定的高度范围内形成云层。

卡西尼探测器2004年到达土星时，土卫六的北极正值隆冬。随着北极春季的到来，那里的冰云消失了。与此同时，它又开始在南极出现。这表明土卫六全球大气循环的方向发生了改变。

“土卫六的季节变化一直让人感到兴奋和惊奇，”喷气推进实验室的科学家Scott Edgington说。“2017年‘至日任务’结束前，卡西尼探测器会继续对土卫六上的变化进行定期研究。”

极地冰云的规模、高度和成份能够让科学家更好地了解土卫六冬季的特点及其严酷程度。根据早前获得的冰云影像，科学家测出其南极的气温最高也只有零下150摄氏度。

这片新的云层是在平流层的较低处发现的，那里更加寒冷。冰云中的微粒是多种化合物，含有氢、碳和氮。

Anderson和她的同事曾经在土卫六北极发现过相似的迹象，但并不明显。而此次发现的南极云则证实了他们的一个猜想，土卫六的入冬更为严酷。

“有机会看到土卫六冬季的早期阶段令我非常激动，”在高达德和Anderson一起工作的研究人员Robert Samuelson说。“南极发现的一切告诉我们，与北半球冬季的晚期相比，土卫六南半球冬季的早期要严酷得多。”

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