Atmosphère de Jupiter - Définition

Conditions atmosphériques

Vortex

L'atmosphère de Jupiter possède plusieurs vortex—des structures circulaires, comme dans l'atmosphère terrestre, peuvent être divisé en deux types: cyclones et anticyclones. Les premiers ont le même sens de rotation que la planète (sens anti-horaire dans l'hémisphère et sans horaire au sud), tandis que les derniers font l'inverse. Toutefois, une des différences majeures avec l'atmosphère terrestre est que, dans l'atmosphère de Jupiter, les anticyclones dominent par rapport aux cyclones, avec près de 90 % des vortex dont le diamètre est supérieur à 2 000 km qui sont des anticyclones. La durée de vie des vortex varie de plusieurs années à plusieurs centaines d'années suivant leur taille. Par exemple, la durée de vie moyenne des anticyclones dont le diamètre est compris entre 1 000 et 6 000 km est de 1 à 3 ans. Les vortex n'ont jamais été observés dans la région équatoriale de Jupiter (entre les 10° de latitude), où ils sont instables. Comme sur toutes les planètes où la rotation est rapide, les anticylclones de Jupiter sont des centres de hautes pressions, tandis que les cyclones sont des centres de basses pressions.

Les anticyclones de l'atmosphère de Jupiter sont toujours dans des zones où la vitesse des vents augmente de l'équateur vers les pôles. Ils sont souvent brillants et ressemblent à des ovales blancs. Ils peuvent se déplacer en longitude mais restent approximativement aux mêmes latitudes puisqu'ils sont incapables d'échapper aux zones. La vitesse des vents, à leur périphérie, est de 100 m/s. Les différents anticyclones d'une même zone tendent à fusionner quand ils se rapprochent. Toutefois, Jupiter a deux anticyclones qui sont quelques peu différents des autres : la Grande tache rouge (GTR) et l'Oval BA; ce dernier s'étant formé en l'an 2000. En opposition aux ovales blancs, ces structures sont de couleurs rouge, fort probablement parce qu'ils draguent des éléments de couleur rouge des profondeurs de la planète.

En opposition aux anticyclones, les cyclones joviens tendent à être de petites structures sombres et irrégulières. Toutefois l'existence de grands cyclones ayant une longue durée de vie a été suggéré. En plus des cyclones, Jupiter présente de grandes traces irrégulières en forme de filament, qui présentent une rotation cyclonique. L'un d'eux se trouve à l'ouest de la GTR (dans sa trainée) dans la Bande équatoriale sud. Ces traces sont appelées régions cycloniques. Les cyclones sont toujours dans les bandes et tendent aussi à fusionner entre eux.

La profondeur des vortex n'est pas connue. Ils sont considérés comme fins, puisque toute épaisseur supérieure à 500 km entrainerait des instabilités. Les grands anticyclones s'étendent seulement à quelques kilomètres en dessous des nuages visibles.

Grande tache rouge

La Grande tache rouge (GTR) est un vortex anticyclonique de la limite sud de la Bande équatoriale sud. Elle est relativement stable, et daterait d'au moins 300 ans.

La GTR a une sens de rotation anti-horaire, avec une période de six jours terrestres ou 14 jours joviens. Ses dimension sont de 24–40 000 km d'est en est et de 12–14 000 km du nord au sud. La tache est suffisamment grande pour contenir deux ou trois planètes de la taille de la Terre. Début 2004, la GTR faisait approximativement la moitié de sa longueur longitudinale d'il y a un siècle, quand elle faisait 40 000 km de diamètre. À la vitesse de réduction actuelle, elle deviendra circulaire d'ici 2040.

Des données infrarouges ont montré que la GTR est plus froide que les autres nuages de la planète (et est donc plus en altitude) que les autres nuages de la planète; le sommet des nuages de la GTR se trouvent à environ 8 km au-dessus des nuages environnant. Les vents sur les bords de la tache atteignent les 120 m/s (430 km/h).

Comparaison approximative de la taille de la Terre et de la GTR.

Une animation de la Grande tache rouge.

Oval BA

Oval BA est le nom officiel d'un orage de couleur rouge dans l'hémisphère sud de Jupiter et similaire, bien que plus petit, à la Grande tache rouge.

Oval BA (à gauche).

Formation de l'Oval BA à partir de trois ovales blancs.

Oval BA (en bas), Grande tache rouge (en haut) et "Baby Red Spot" (au milieu) en juin 2008.

Orages et éclairs

Les orages sur Jupiter sont similaires à leurs homologues terrestres. Ils se révèlent via des nuages massifs et brillants d'une taille d'environ 1 000 km, qui apparaissent de temps en temps dans les régions cycloniques des bandes, particulièrement dans les courants-jets qui vont vers l'ouest (rétrograde). En opposition aux vortex, les orages sont des phénomènes de courte durée; les plus forts pouvant survivre quelques mois, bien que leur durée de vie moyenne n'est que de 3–4 jours. Ils sont probablement dus à la convection dans la troposphère de Jupiter. Les orages sont des colonnes convectives qui apportent l'air humide des profondeurs dans la partie haute de la troposphère, où il se condense en nuages. L'extension verticale des orages sur Jupiter est de 100 km; il s'étendent d'une région où la pression est de 5–7 bar, où la base de l'hypothétique couche de nuages d'eau est censée se trouver, à une région où la pression est de 0.2–0.5 bar.

Les orages sont, sur Jupiter, toujours accompagnés d'éclairs. Les éclairs qui frappent la planète sont plus puissants que ceux qui frappent la Terre. Toutefois, ils sont moins fréquents et leur puissance lumineuse dans une région donnée est similaire à la Terre. Quelques éclairs ont été détectés dans les régions polaires faisant de Jupiter la seconde planète après la Terre à subir des éclairs polaires.

Tous les 15–17 ans, Jupiter connait des orages plus puissants. Ils apparaissent à une latitude de 23°N. Le dernier évènement de ce type fut observée durant la période mars–juin 2007.

Perturbations

Le modèle normal de « bandes » et de « zones » est parfois perturbé pendant un certain temps. Une des classes de perturbations est l'assombrissement de longue durée de la Zone tropicale sud. La plus longue perturbation de ce type enregistrée a duré de 1901 à 1939, et a été aperçue pour la première fois par Percy Molesworth le 28 février 1901. Elle prend la forme d'un assombrissement sur la zone tropicale sud qui est normalement claire.