導入
| ネプチューンの雰囲気 | |
|---|---|
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| 一般情報 | |
| 厚さ | 8,000km |
| 構成 | |
| 二水素 | >84% |
| ヘリウム | >12% |
| メタン | 2% |
| アンモニア | 0.01% |
| エタン | 0.00025% |
| アセチレン | 0.00001% |
海王星の大気は天王星のそれに近いです。これは惑星の質量の 5 ～ 10% に相当し、圧力が 10 GPa である惑星の半径の 10 ～ 20% に広がります。
構成
海王星の大気は、主に 85% が二水素 (H 2 )、13% がヘリウム (He)、そして 2% がメタン (CH 4 ) で構成されています。微量のアンモニア (NH 3 )、エタン (C 2 H 6 )、アセチレン (C 2 H 2 ) も検出されました。大気の下層領域では、かなりの濃度のメタン、アンモニア、水が検出されています。
高高度では、海王星の大気は 80%が水素、19% がヘリウムです。微量のメタンが検出された。メタンで構成されるこれらの吸収バンドは、600 nm を超える波長に存在します。天王星の場合と同様、大気中のメタンによる赤色の吸収により海王星は青色になりますが、海王星の紺碧の色は天王星のアクアマリンの色とは異なります。したがって、別の化合物が海王星の雲に特徴的な青色を与えていますが、それはまだ特定されていません。
海王星は、他の巨大ガス惑星と同様に、赤道に平行な帯状に閉じ込められた速風と巨大な嵐と渦で構成される風体系を持っています。海王星の風は太陽系で最も速く、時速2000kmに達します。
気候
海王星と天王星の違いの 1 つは、気象活動です。 1986 年に探査機ボイジャー 2号が天王星を通過したとき、天王星は穏やかに見えました。反対に、海王星はボイジャー 2号の 1989 年のフライバイ中に気象現象を示しました。
海王星の天気はダイナミックな雲システムが特徴で、風速は音速に近い 600 m/s に達します。風速は東に向かうときの 20 m/s から西に向かうときの 325 m/s まで変化します。雲の頂上では、風速は赤道で 400 m/s から極で 250 m/s になります。海王星の風のほとんどは、惑星の自転と反対の方向に進みます。一般的な風のパターンは、高緯度では順行回転、低緯度では逆行回転を示しました。風向きの違いは、大気の下降過程によるものではないようです。南緯70 度では、ジェット気流は300 m/s の速度で進みます。
海王星の赤道におけるメタン、エタン、アセチレンの存在量は、極の 10 ～ 100 倍です。これは、赤道での上昇風と極での下降風を強調表示します。
2007 年、海王星の南極の対流圏上部は、平均気温が -200 ℃ (70 K) である海王星の他の部分よりも約 10 ℃ 高いことが判明しました。熱差はメタンがガスとして存在できるのに十分ですが、海王星の大気の上部領域全体ではメタンは凍結しており、南極から宇宙に逃げます。海王星のこの「ホットスポット」はその傾きによるもので、海王星の年の最後の四半期、つまり地球年で約 40 年の間、南極が太陽にさらされていました。海王星が太陽の反対側にゆっくりと移動すると、南極が暗くなり、北極が明るくなり、南極で観察された現象が北極に向かって移動します。
季節の変化により、南半球の雲の帯のサイズとアルベドが増加しているように見えます。この傾向は 1980 年にはすでに注目されており、2020 年まで続くと予想されています。海王星の長い公転周期は、季節が 40 年間続くことを意味します。
雷雨
海王星のダークスポットは低緯度の対流圏で発生するため、雲層の「穴」として見えます。それらは安定しているため、数か月間持続することができます。これらはおそらく渦構造です。多くの場合、暗黒斑と関連して、持続的なメタン雲が対流圏界面付近に形成されます。これらの伴雲の持続性は、いくつかの古い暗い斑点が、もはや見えなくなっても低気圧として存在し続けていることを示しています。ダークスポットは、赤道に近づきすぎるか、その他のプロセス中に移動すると消えます。
大きなダークスポット
1989 年にボイジャー 2 号が通過したとき、この惑星の最も特徴的なマークは、木星の「大赤斑」の約半分の大きさの「大暗斑」でした。風は西に向かって 300 m/s (1,080 km/h)、最大 2,500 km/h で吹いていました。この場所は、時速 1000 km 以上の速度で移動できる巨大な暗黒ハリケーンでした。
この斑点は、1994 年にハッブル宇宙望遠鏡によって海王星が観測されたときに消えていました。その後、他の場所で他の暗い斑点が検出され、海王星の大気が急速に変化していることを示しています。
スクーター
スクーターは、大暗斑の南に白い雲として現れる嵐です。そのニックネームは、ボイジャー 2 号の通過の数か月前に検出されたとき、大暗斑よりも速く動いていたという事実によるものです。
小さな黒点
リトルダークスポットは、1989年のフライバイ中に観測された2番目に強いサイクロン雷雨で、当初は完全に暗かったが、ボイジャー2号の接近中に明るい核が発達し、高解像度の画像で見ることができる。
内部熱
天王星と比べて海王星の大気状態がより多様であるのは、部分的には内部の熱が大きいためです。海王星は天王星よりも太陽から遠く、その光の 40% しか受けませんが、2 つの惑星の表面温度はほぼ同じです。海王星の対流圏の上部領域は、最低温度 -221.4 °C (51.7 K) に達します。大気圧が1 bar (100 kPa) に達する深さでは、温度は -201.15 °C (72.0 K) になります。深くなると徐々に温度が上がっていきます。天王星の場合と同様、熱源は不明です。ただし、大きな違いがあります。天王星は太陽から受け取るエネルギーの 1.1 倍多くのエネルギーを放射しますが、海王星は太陽から受け取るエネルギーの 2.61 倍多くのエネルギーを放出します。海王星は太陽から最も遠い惑星ですが、その内部エネルギーは太陽系で最も速い風を生み出すのに十分です。惑星の核の放射線による温暖化、高圧下でのメタンの水素、ダイヤモンド、炭化水素への変換（水素とダイヤモンドはその後、大気中で上昇して溶け、機械的位置エネルギーを生成する）、地球の対流など、いくつかの説明が提案されている。対流圏界面で形成される重力波を引き起こす下層大気。