De senaste dagarna har vi fått höra om nya fantastiska upptäckter på Jupiter: att planeten har en massa cykloner på högre latituder, i polarområdet. Jo, det är sant att vi först med en satellit som kan gå över polerna kan se dessa cykloner, men att de skulle finnas är inte alls överraskande.
Jag har vid tidigare tillfällen plågat läsekretsen med ett annat av mina intressen, nämligen dynamiken hos atmosfärer hos snurrande planeter. Där visade jag bl a att en planets rotation har ganska förunderliga konsekvenser för föremål, gaser och vätskor som rör sig över dess yta.
Eftersom jag på senare tid föreläst mycket om detta (och annat spännande i meteorologin) i Ryssland, hämtar nästa bild sin inspiration därifrån (och så slipper jag göra en speciell bild för Stockholm!). Den visar hur ett föremål som rör sig friktionsfritt skulle bete sig om den endast påverkades av jordens rotation. Det kan tilläggas att 80 km motsvarar det direkta avståndet Stockholm-Västerås.
Det innebär för atmosfären som helhet att luften skulle stanna ungefär där den är om det enbart berodde på jordens rotation.
Vad som förhindrar denna stagnation är de ”ojämlikheter” som råder i atmosfären, varmare närmare ekvatorn, kallare närmare polerna. Detta resulterar i sin tur i högre lufttryck i en del områden och lägre i andra. Högt lufttryck betyder överskott på luft, lågt lufttryck underskott – båda bedömda i en luftpelare ovanför oss. Det gäller alltså tyngden av luften ovanför. Om det inte vore för jordens rotation skulle dessa skillnader, ojämlikheter, snabbt utjämnas: kall luft drogs mot varm, högt lufttryck spreds in över lågt lufttryck osv.
Men effekterna av jordens rotation vill förhindra denna utjämning av olikheter, den vill bevara eller till och med försöka återskapa dem. Man kan se det som stundligen sker i atmosfären som en evig kamp mellan en utjämnade kraft och en återställande kraft – där ingen avgår som segrare.
På denna lite röriga bild kan man högst upp se vad som skulle hända om jorden inte snurrade: högt och lågt lufttryck skulle snabbt utjämnas. Men på grund av den acceleration som härrör från jordens rotation (de små röda pilarna) skulle luften drivas tillbaka i små återvändande (blå) cirklar. Men detta lyckas inte helt och i en kompromiss rör sig sedan luften mellan högt och lågt lufttryck med en kraft pekande mot lägre lufttryck, den andra (motverkande) bort från lågt lufttryck.
I dessa avseenden skiljer sig inte Jupiter alls från jorden. Att den snurrar dubbelt så fort som jorden, gör bara att dessa återställande krafter är dubbelt så starka som de hade varit, om Jupiter roterade lika långsamt som jorden. Att vindarna går upp till hundratals meter i sekunden i planetens jetström nära ekvatorn beror inte på att Jupiter roterar så snabbt — tvärtom. Hade Jupiter roterat långsammare hade vindarna varit ännu högre — ty rotationens effekt är ju att bromsa!
Vindarna i sig är dessutom mest en följd av att Jupiter är stor – 11 gånger större radie än jordens. Hade den varit lika stor som jorden hade dessa förfärliga vindar bara varit 10-15 m/s, d v s mycket svagare än de jordiska jetströmmarna. Detta är heller inte märkvärdigt. De värmekonstraster jag nämnde ovan, blir ju mycket mindre på den från solen avlägset belägna Jupiter!
Om vi på Jupiterytan leta om dess motsvarighet till ”Leningrad oblast” eller ”Stor-Stockholm”, ser vi att just på grund av planetens storlek vindarna nu blir mycket kraftigare:
Så med tanke på att Jupiter roterar dubbelt så fort och tar emot mindre energi från solen, så kan man vänta sig att den utjämnande kraften är mindre och den återställande kraftigare. De kommer därför att nå sin kompromiss eller jämvikt i hög- och lågtryck som i relativa mått är mindre än de på jorden, men i absoluta mått mycket större.
Så inget nytt egentligen, mer än att vi nu fått fina bilder!
