深層モデル

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深層モデル

出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2021/09/18 06:20 UTC 版)

「木星の大気」の記事における「深層モデル」の解説

深層モデルは、1976年にBusseによって初めて提唱された。彼のモデルは、流体力学におけるテイラー＝プラウドマン理論に基づいている。高速自転する理想的な順圧流体では、流れは回転軸に平行な一連の円筒として組織される。理論の条件は、恐らく木星内部の流体と合致している。そのため、恐らく木星の水素マントルは多数の円筒に分かれており、それぞれの円筒内で独立した循環が行われている。円筒の外側と内側の境界の緯度は、表面のジェットと対応し、円筒自体はゾーン及びベルトと対応する。 深層モデルを用いれば、赤道上で観測される強い順行ジェットの存在が容易に説明できる。しかし、このモデルにも大きな問題点がある。このモデルでは、幅の広いごく少数のジェットしか生み出されず、2008年現在では、現実にあった三次元のシミュレーションが不可能である。これは、深層循環を正当化するためのモデルの単純化が木星内の流体ダイナミクスの重要な面を捕らえ切れていないことを意味する。2004年に発表されたあるモデルでは、木星のバンドとジェットの構造を再現することに成功した。このモデルでは、水素分子のマントルを他のモデルよりも薄く、木星半径の外側のわずか10%と仮定した。木星内部の標準モデルでは、マントルは外側の20%から30%を占めると仮定される。深層循環の駆動はもう1つの問題である。実際に、深層流は、浅い部分の力（例えば水蒸気の対流）と、木星内部の熱を外に運ぶ惑星規模の対流のどちらにも由来しうる。このどちらの機構がより重要であるかは明らかになっていない。