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木星是太阳系中质量最大的行星。美国宇航局的朱诺号宇宙飞船于年7月4日抵达木星，并于年8月27日首次近距离掠过木星。美国已经展示了“朱诺”号在云层上方飞行的结果，包括木星极地地区的天气图像以及磁场和引力场的测量结果。“朱诺”号还利用微波探测木星的可见表面以下，发现木星从内部深处涌出气体。天文学家还测量了木星的极光和等离子体环境。
年8月27日，“朱诺”号宇宙飞船开始了对木星的科学观测，经过了距离赤道云顶不到公里的地方。木星两极的图像显示出混乱的景象，不像土星的两极那么安定。微波探测揭示了木星在条大气压下的天气特征，这些大气压主要富含氨的低纬度羽状物，类似于地球上大气环境。近红外测图显示了明显的下水位区域内的相对湿度。“朱诺”号所测得的重力场与科学家的估计相差甚远，精确了一个数量级。这就暗示了木星内部重元素的分布，包括木星核心的存在和质量。”朱诺”号观测到的木星磁场表现比预期产生更小的空间变化，显示出丰富的谐波含量。
以前人们从未探测过木星大气深处的热发射上升流。因此“朱诺”号的两个主要科学目标是确定木星氨和水的丰度，并观察深层大气的动力学特征。我们目前对木星的温度、风、和云属性的大多数知识都局限于云的顶部，而对木星更深层次的云没有过多了解。曾经，伽利略号探测器测量了地球上某一点大气的22条大气压，因此没有提供全局的观测，而“朱诺”号吸取伽利略号的经验，对木星云层进行了广泛的观测。
云层纬向风之谜
数十年来，有一个木星谜题一直没得到解决，木星云层内部垂直的的风是如何产生的？这些风又是如何维持的？“朱诺”号能帮助科学家解决这个问题么？
所谓木星云层内部垂直的风，是指风从云层表面垂直向下运动，抵达木星深处。这种风和地球上常见水平运动的风不同。我们用术语“云层纬向风”来称呼这种风。目前主要有两种观点来解释这种风的起源：（i）木星云层内部的风是由深热对流维持和产生的，并延伸到木星内部深处。（ii）云层内部的风和木星区域之间的水平温差有关，并局限于非常薄且稳定的分层天气层，其下存在未知的对流循环。科学家表明，仅靠朱诺引力测量无法区分这两种不同的情况。风的起源仍然是个谜。
木星的云层纬向风穿透到其内部的距离有多远，这是一个与风的起源有关的问题，一直是木星的主要难题。主要存在两种不同的观点：浅层云层风限制在云层顶部的薄天气层内，深层云层风限制在深层内部热对流。科学家使用与这两种情况相对应的两种不同模型来解释“朱诺”航天器对木星赤道反对称引力场的高精度测量。基于热引力风方程，科学家证明了浅层云层和深层云层风模型都能够解释在测得的不确定性范围内测得的奇数引力系数，反映了重力反问题的非唯一性。科学家得出结论，高精度的朱诺重力测量无法回答关于木星云层纬向风起源之谜。
“朱诺”号也不能解决
即使已经准确测量了木星上交替出现的云层纬向风，风渗透到木星内部的深度（与风的起源紧密相关的问题）仍不确定。由于木星具有足够大振幅的内部纬向流可以通过引起大量的密度异常而产生外部可测量的重力特征，天文学家希望“朱诺“航天器对木星的引力场进行高精度测量，这将提供一个机会来回答木星云层纬向风之谜。但是”朱诺”让科学家失望了。
前文提到，有两种观点来解释云层纬向风的起源，这两种观点分别提出了两种不同的模型来解释朱诺航天器提供的引力系数。
浅模型
一种观点是，云层纬向风处在云的顶部，区域之间存在水平温度差，相关联的70公里左右的云是薄的，云层被分成薄厚多种层次，厚的对流层在薄天气层之下。在这种情况下，快速的云层风不会渗透到深层内部，而薄薄的天气层所占的质量不到木星总质量的4％，因此，云层的垂直风不应对测得的重力系数负责。这种模型称为1.5层模型，快速的垂直风被限制在薄而稳定的天气层内（第1层），而未知的慢风循环则占据了下层较厚的对流层（第0.5层）。
浅云层风模型的最大特点是快速纬向风的云层结构没有延伸到木星内部，因此，在下层厚层对流中发生了先验未知的慢循环，这验证了“朱诺”号测得的重力信号。浅层概念实际上已经得到了朱诺对极地地区旋风团簇的观测的支持。浅层理论预测了木星的低纬度轴对称带，并且还预测了木星位于较高纬度的气旋活动。
深模型
第二种观点是深层云风模型，即木星通过深对流内部的热对流产生并维持云层风，并渗透到内部，从而在云顶揭示了深层纬向流的轮廓。根据这种情况，云层风与测得的重力信号的深流的振幅和结构直接相关。深层云风模型最显着的特点是云层结构延伸到木星内部，因此，木星深层结构反映其云层模式的快速纬向风构成了“朱诺”号测得的重力信号。尽管科学家表明该模型只是木星的一种可能性，但据称朱诺引力测量证实了这种情况。
木星引力场的赤道对称和反对称成分包含有关其内部的不同信息。赤道对称的引力场，由偶数引力系数表示，偶数引力系数受到行星旋转畸变及其快速的赤道对称纬向流的影响。因此，这很难准确地将纬向流引起的对重力场的贡献（通常很小）与旋转畸变引起的（通常是主要的）贡献分开。旋转畸变由于木星赤道对称性而无助于赤道反对称引力场（奇数引力系数），因此这部分场提供了进入内部纬向流结构和振幅的直接窗口。
科学家遵循上面讨论的两种截然不同的观点，构造了两个不同的模型（浅模型和深模型）来解释四个非零的奇重力系数。浅云层风模型假设云层风被限制在薄天气层中，因此，它对测得的重力信号的贡献可以忽略不计。根据深对流情况，深云层风模型假设云层风结构延伸到木星内部，因此对测得的重力信号负责。
其它解决途径
从木星外部测量的物理场（例如磁场和引力场）确定行星内部流体流动的问题通常是不唯一的。一个著名的例子是根据测得的外部的磁场确定地核顶部的流体流动。从地磁场推断核心流必然是不唯一的，如将冷冻通量假说和切向转近似。在木星的研究中，天文学家证明了从木星外部测量的木星引力场推断出的流体流动也必定是非唯一的。浅层和深层纬向风模型都能够完全解释奇数引力系数。于是，关于木星云层纬向风起源之谜不能通过木星赤道反对称引力场的高精度测量来回答。
因此“朱诺”号没有帮助天文学家解决未解之谜。
太阳系的伟大谜题又飘散在太空中等待未来的人解决。由于问题的非唯一性，有关木星云层风的起源的问题即使在进行了高精度的朱诺重力测量后仍然没有得到回答。
但是，有人说，如果能准确测量木星磁场产生点，那么木星的云层风的起源问题可以通过其磁场施加的其它约束条件得到解答。期待吧。
