Почему на Солнце нет урагана?

Я читал о гигантских штормах на гигантских газовых планетах, о большом красном пятне на Юпитере и шестиугольнике на Сатурне, чтобы назвать некоторых, как насчет нашего Солнца, которое состоит из плазмы (горячий газ, у которого часть своих электронов лишена), почему бы не мы видим какой-нибудь большой ураган?

Мы видим солнечные пятна, которые представляют собой гигантские штормы размером с планету на поверхности Солнца. Однако существует много различий между солнечными пятнами, Большим красным пятном на Юпитере и тропическими циклонами (например, ураганами) на Земле. Тропические циклоны - это системы низкого давления, работающие на испарении теплой океанской воды и поддерживаемые несколько высокой скоростью вращения Земли. Большое Красное Пятно - это система высокого давления, которая поддерживается довольно быстрой скоростью вращения Юпитера. Солнечные пятна - это низкотемпературные системы, работающие на солнечном магнитном поле и сопровождаемые довольно низкой скоростью вращения Солнца.

В дополнение к ответу выше, спиральные бури, такие как ураганы или большое красное пятно, являются довольно упорядоченными и требуют правильных условий и передачи энергии. Большое красное пятно сохраняет относительно постоянную широту, и оно было там на протяжении веков, поэтому оно очевидно стабильно и упорядочено, хотя может уменьшаться. Причина большого красного пятна неизвестна, но эффективная теплопередача огромного внутреннего тепла Юпитера, а также принцип роста горячего внутреннего газа и падения холодного поверхностного газа и очень сильный эффект Кориолиса Юпитера, вероятно, помогли создать и поддерживать его.

Для ураганов на Земле должно произойти несколько конкретных вещей. Для их поддержания необходим источник энергии, поэтому они образуются только в теплых океанах, в основном летом и осенью, когда океаны самые теплые. Быстрое испарение теплой океанской воды питает ураган, а конденсация этого испаренного водяного пара в верхних слоях атмосферы приводит в действие систему низкого давления. Спираль является наиболее эффективной формой теплопередачи и подъема легкого воздуха / падения теплого воздуха. Высокоскоростные приземные ветры увеличивают скорость испарения над океаном, поэтому, как только спираль образуется и стабилизируется, она становится самоподдерживающейся, пока не дрейфует над более холодной водой или землей. Ураганы организованы с очень эффективной передачей тепла и упорядоченными слоями поднимающегося и опускающегося воздуха.

Более 90% тропических депрессий не становятся ураганами. Вообще говоря, для запуска спирального ветра требуется перпендикулярное направление между холодным воздухом сверху и теплым воздухом снизу. Это частично объясняет, почему МГЭИК ранее предсказывала возможное уменьшение образования ураганов, потому что условия формирования должны быть правильными, а более турбулентная верхняя атмосфера может уменьшить образование ураганов, даже если теплые океаны работают в противоположном направлении. Все это было отмечено с некоторой неопределенностью, и прогнозировать изменения в направлении ветра сложно, поэтому это не должно быть принято против МГЭИК. Дело в том, что ураганам нужен правильный баланс. Они формируются нелегко, хотя, сформировавшись, они, как правило, стабилизируются и растут, пока не покинут теплую океанскую воду, которая питает их.

Воздух также довольно легкий, и передача тепловой энергии изменения фазы воды достаточно значительна, чтобы создать более 100 миль / ч ветра в упорядоченной спирали. И на Юпитере, и на Земле соблюдаются правильные условия для большой, высокой скорости ветра и формирования спиральной бури. Как и на Земле, на Юпитере также есть облака и дождь, как вода, так и аммиак, которые, вероятно, способствуют его теплопередаче за счет изменения фазы (хотя я не настолько умен, чтобы сказать, насколько это влияет на красное пятно Юпитера, на Земле изменение фазы воды имеет важное значение для формирования урагана. Без обильной теплой поверхностной воды - нет урагана.

Солнце, по сравнению с ним, - это все плазма. Нет никакого изменения фазы, которое эффективно увеличивает переход тепла и энергии, хотя, возможно, есть вариации в ионизации, но я вернусь к этому позже. Поверхность Солнца также довольно хаотична и имеет магнитные бури, что делает менее вероятным аккуратное рождение спиральной бури перпендикулярными порывами ветра друг над другом.

Магнитные бури закручены, и я не хочу сказать, что на поверхности Солнца ничего не закручивается и не закручивается, потому что это не так. Но магнитные бури на поверхности Солнца не похожи на аккуратные спирали ураганов в форме конуса. Они достигают намного выше солнечной атмосферы, а не в атмосфере, и форма отличается.

Наконец, материал, из которого состоит переходная область Солнца или «атмосфера», не подходит для образования ураганов. Цитировать из Википедии:

Ниже большая часть гелия не полностью ионизирована, так что он очень эффективно излучает энергию; выше, он становится полностью ионизированным. Это оказывает глубокое влияние на равновесную температуру (см. Ниже).

Ниже материал непрозрачен для определенных цветов, связанных со спектральными линиями, так что большинство спектральных линий, сформированных ниже переходной области, являются линиями поглощения в инфракрасном, видимом и ближнем ультрафиолетовом диапазоне, в то время как большинство линий, сформированных в или выше переходной области, являются излучением линии в дальнем ультрафиолете (FUV) и рентгеновских лучах. Это делает радиационный перенос энергии в переходной области очень сложным.

Ниже давление газа и динамика жидкости обычно доминируют в движении и форме конструкций; выше, магнитные силы доминируют в движении и форме структур, приводя к различным упрощениям магнитной гидродинамики.

Сама область перехода недостаточно хорошо изучена отчасти из-за вычислительных затрат. , ,

Теоретически ураганы могут образовываться в результате гидродинамики, но высокая скорость, при которой частично ионизированный гелий излучает тепло, делает образование крупных циркулирующих структур, которые в основном являются двигателями конвекции, нецелесообразными и ненужными. Нет необходимости в эффективной конвекции, когда передача энергии очень эффективна за счет излучения.

Атмосфера Солнца не похожа на атмосферу Земли и в верхних слоях Юпитера, где атмосфера достаточно эффективна и сохраняет тепло (у нас не было бы теплых и холодных фронтов, если бы не было). Те области теплого и холодного воздуха, которые в основном поддерживают свою температуру, управляют конвективным процессом. Вам нужны струи теплого и холодного воздуха, чтобы проходить мимо друг друга во время урагана. Эффективное излучение Солнца частично ионизованного гелия работает против этого принципала.

Существует также относительно низкий эффект Кориолиса на поверхности Солнца, что способствует образованию ураганов.

Короче говоря, условия не совсем в порядке. Турбулентность Солнца, его относительно низкая скорость вращения, отсутствие фазовых переходов для питания системы и частичный ионизированный гелий в его нижней "атмосфере" - все это работает против образования спиральных конусообразных высокоскоростных ветровых систем.

На коричневых карликах с гораздо более низкой температурой поверхности ураганы могут быть вполне возможны. Математика за механизмами атмосферной конвекции сложна, так что это скорее общее объяснение, но Солнце не является хорошим кандидатом на ураганы на многих уровнях.