为什么我们可以在白天看到月亮？

为什么我们可以在白天看到月亮？ 那么，有趣的问题是，为什么我们可以在白天看到月亮呢？这个问题最简单的答案就是，月亮的出现，和白天晚上并没有关系，它和太阳一样，是由地球自转造成的，也会东升西落。对于极圈外的观察者而言，一个朔望周期内（29.5天），月亮平均每天有差不多有12小时的时间在地平线以上我们有机会可以观察到它。但是，月亮在地平线上的12个小时，与太阳在地平线的12个小时是不一致的，所以在大多时候，即便白天，月亮也有一部分时间在天空中。图：简单画了下，满月时，日、地、月的位置是这样的唯一一天月亮白天不会出现在天空中的是满月那一天，这天太阳和月亮正好在地球的两边且正对彼此，因此随着地球的自转，月亮会正好会在太阳落下时升起，完美错过彼此。理论上，由于大气折射，太阳即便完全落下了我们依然可以看到它，或者说太阳会比地球自转带来的昼夜交替更慢的完全消失。但是，这并不意味着我们可以满月这天同时看到月亮和太阳，因为月球的公转和地球自转方向一样，所以理论上月球升起的时间也比实际更慢，两者正好差不多彼此抵消。所以，在满月这天，是真正我们几乎不可能看到月亮和太阳同时出现的一天。图：月相变化情况另外一天，我们也看不到日月同辉，那就是新月的前一天这天被称为月晦日，这天实际上太阳和月亮是同时出现在天空中的，只是我们无法看到月亮。月晦日这天，太阳和月亮正好处在地球的同一边且彼此正对，所以在这一天，月亮和太阳是一起升起和落下的。但是月亮被太阳照亮的部分是背对我们的那一面，所以我们肉眼无法看到月亮。但是我们可以借助一些工具看到，因为月亮距离地球很近，地球反射的太阳光也会照亮月亮。看到这里，你可能会有一个疑问，满月的时候月亮正好在地球的后面，为什么我们还可以看到满月，而不是太阳光被地球遮挡掉？而月晦日的时候，太阳为什么没有被月亮遮挡？为什么有满月？其实，关于月相有一个典型的误解，很多人认为月亮的圆缺周期是由于地球的阴影造成的，其实月相是因为我们看到月球被照亮部分的多少决定的。满月和月晦日时，太阳光确实有可能被地球或者月球阻挡，这种情况就是月食和日食了。但很明显日食和月食不常有，这是因为月球的公转轨道横截面（白道）和地球公转的横截面（黄道）存在角度，同时地球和月球的距离足够远。所以，即便月球在一个月中总会有一天正好在地球后面，我们也能看到它，而且这天可以看到月球的全部照亮部分，因此是满月。月晦日也是相同道理，因为这个角度的存在，即便月亮出现在地球和太阳的中间，它也不会遮挡住太阳，只是我们看不到月球任何被照亮的部分。但是，即便如此，太阳光依然有可能被遮挡并出现日食和月食，一年中会发生好几次，能否看到取决于你所在的位置。了解了这些之后，我们回到开始的话题，既然大多时候白天也是有月亮的，为什么我们通常看不到它呢？图：接下去一周我所在地区月升月落时间，你也可以查看自己所在地区月升月落为什么有时候白天看不到月亮？很多人会说这是太阳光太耀眼的缘故，确实是这样的，不过更重要的是大气层的存在，如果没有大气层，只要月亮出现在天空，即便在太阳光最耀眼的中午或者月晦日，我们也可以看到月亮。大气中的气体粒子（主要是氮气和氧气）会散射波长较短的光，例如蓝光和紫光，这种散射使地球呈现出蓝色的天空，并让天空变得明亮。如果我们想要在白天看到月亮，要么是天空变得不那么明亮，要么是月亮本身变得更亮。图：月亮在地球地平线上出现的大气畸变毫无疑问，满月前后是月亮是最亮的时候，而日出和黄昏则是天空最暗的时候。满月前后的七天左右，正好符合这个条件，白天的月亮在清晨和黄昏出现，这个时间（满月前七天的黄昏和后七天的早晨）是最佳的观看日月同辉的时间。虽然月亮只是反射太阳光，但是它距离我们还算近，所以显得非常明亮。如果你仔细观察天空的话，一个朔望周期有25天我们都可以在白天看到月亮。无法看到的那4-5天， 是新月前后的那几天，月亮本身很暗，同时又和太阳升起的时间差不多，两者距离太近，所以难以观察。 ... PC版： 手机版：

韦伯望远镜首次在岩石“超级地球”上发现大气层

韦伯望远镜首次在岩石“超级地球”上发现大气层 这幅艺术家的概念图展示了系外行星 55 Cancri e 的模样。巨蟹座55号也被称为 "杨森"，是一颗所谓的超级地球，是一颗比地球大得多但比海王星小得多的岩质行星，它绕恒星运行的距离只有140万英里（0.015个天文单位），不到18个小时就能完成一个完整的轨道运行（水星距离太阳的距离是巨蟹座55号的25倍）。(水星距太阳的距离是巨蟹座 55 号距其恒星距离的 25 倍）该系统还包括四颗大型气体巨行星，位于巨蟹座，距地球约 41 光年。资料来源：NASA、ESA、CSA、拉尔夫-克劳福德（STScI）没有参与这项研究的美国麻省理工学院的行星科学家Sara Seager说，在类地行星周围发现大气层是系外行星研究的一个重要里程碑。地球稀薄的大气层对维持生命至关重要，能够发现类似类地行星上的大气层是寻找太阳系以外生命的重要一步。JWST探测到的这颗行星名为55 Cancri e，它围绕着一颗12.6秒差距的类太阳恒星运行，被认为是一个超级地球。这颗比地球稍大的类地行星，半径约为地球的两倍，重量是地球的8倍多，大气层厚度约为地球半径的百分之几。这条光变曲线显示了巨蟹座 55 星系中的岩石行星 55 Cancri e（巨蟹座 55 星系中已知的五颗行星中距离恒星最近的一颗）移动到恒星背后时，巨蟹座 55 星系亮度的变化。这种现象被称为 "次食"。当行星在恒星旁边时，恒星和行星日面发出的中红外光都能到达望远镜，因此系统显得更亮。当行星位于恒星后面时，行星发出的光被挡住，只有星光到达望远镜，导致视亮度降低。天文学家可以从恒星和行星的亮度总和中减去恒星的亮度，从而计算出有多少红外光来自行星的日侧。然后用它来计算日侧温度，推断行星是否有大气层。根据这一观测结果计算出的行星温度约为 1,800 开尔文（约 2,800 华氏度），大大低于行星没有大气层或只有稀薄岩石蒸汽大气层的预期温度。这种相对较低的温度表明，热量正在从行星的白天向夜晚散发，这可能是由富含挥发性物质的大气层造成的。资料来源：NASA、ESA、CSA、Joseph Olmsted（STScI）、Aaron Bello-Arufe（NASA-JPL）55 Cancri e不适合居住的另一个原因是它离恒星很近大约是地球到太阳距离的1/65。然而，美国喷气推进实验室（JPL）的天体物理学家、论文合著者Aaron Bello Arufe说，它可能是研究最多的岩石行星。它对于岩石行星来说大很多，所以比太阳系外其他行星更容易研究。55 Cancri e经过了充分的研究，JWST于2021年12月发射后，工程师将天文台的红外光谱仪指向它进行测试。这些仪器可以探测行星周围气体吸收星光红外波长时的化学指纹。Bello-Arufe和同事随后决定进行更深入地挖掘，以确认这颗行星是否有大气层。在最近的观测之前，天文学家已经无数次改变对55 Cancrie的看法。这颗行星于2004年被发现。起初，研究人员认为它可能是一个类似木星的气态巨星的核心。但在2011年，斯皮策太空望远镜在这颗行星从其恒星前方经过时对其进行了观测发现，55 Cancri e实际上比一颗气态巨星小得多，密度也大得多，是一颗岩石超级地球。几年后，研究人员注意到，对于一颗离其恒星如此之近的行星来说，55 Cancri e的温度比它应有的温度低，这表明它可能有大气层。一种假设是，这颗行星是一个被超临界水分子包围的“水世界”；另一种假设是，它被一个主要由氢和氦组成的膨胀的原始大气所包围。但这些想法最终都被推翻了。韦伯望远镜的近红外相机（NIRCam）和中红外探测器（MIRI）分别于2022年11月和2023年3月捕捉到的热辐射光谱显示了超地外行星55 Cancri e发出的不同波长红外光（x轴）的亮度（y轴）。该图将 NIRCam（橙色点）和 MIRI（紫色点）收集到的数据与两种不同的模型进行了比较。模型 A（红色）显示了如果巨蟹座 55 的大气层是由气化岩石构成的，那么它的发射光谱应该是什么样的。模型 B（蓝色）显示的是如果这颗行星的大气层是由岩浆海洋排出的富含挥发性物质的大气层，而岩浆海洋的挥发性物质含量与地球地幔相似，那么它的发射光谱应该是什么样的。MIRI 和 NIRCam 的数据与富含挥发性物质的模型一致。这颗行星发射的中红外光量（中红外成像仪）表明，它的日侧温度明显低于没有大气层将热量从日侧传到夜侧时的温度。4到5微米之间光谱的衰减（NIRCam数据）可以解释为大气中的一氧化碳或二氧化碳分子对这些波长的吸收。资料来源：NASA、ESA、CSA、Joseph Olmsted（STScI）、Renyu Hu（NASA-JPL）、Aaron Bello-Arufe（NASA-JPL）、Michael Zhang（芝加哥大学）、Mantas Zilinskas（SRON）JPL的行星科学家、论文合著者胡仁宇（音）说，一颗离恒星如此之近的行星会受到恒星风的轰击，很难抓住大气层中的挥发性分子。这存在两种可能性，首先，这颗行星是完全干燥的，有一层由蒸发岩石组成的超薄大气层；其次，它有一个由较重的挥发性分子组成的厚厚的大气层，这些分子不容易流失。最新数据表明，55 Cancri e的大气中含有碳基气体，这指向了第二种可能。Seager说，该团队收集了大气层的真实证据，但还需要进行更多观测来确定其完整成分、存在气体的相对数量及其精确厚度。美国斯坦福大学的行星地质学家Laura Schaefer有兴趣了解55 Cancri e的大气层如何与行星表面下的物质相互作用。他说，大气仍有可能被恒星风侵蚀，但岩浆海洋中岩石的融化和释放可能会补充气体。“地球可能至少经历了一个岩浆-海洋阶段，也许是几个。”Schaefer说，“拥有岩浆海洋的实际例子可以帮助我们了解太阳系的早期历史。”相关论文信息： ... PC版： 手机版：

第一颗被证实有大气层的行星出现了

第一颗被证实有大气层的行星出现了 访问：Saily - 使用eSIM实现手机全球数据漫游 安全可靠 源自NordVPN 55Cancri e 离恒星很近的艺术图。图片来源：Mark Garlick/Science Photo Library没有参与这项研究的美国麻省理工学院的行星科学家Sara Seager说，在类地行星周围发现大气层是系外行星研究的一个重要里程碑。地球稀薄的大气层对维持生命至关重要，能够发现类似类地行星上的大气层是寻找太阳系以外生命的重要一步。JWST探测到的这颗行星名为55 Cancri e，它围绕着一颗12.6秒差距的类太阳恒星运行，被认为是一个超级地球。这颗比地球稍大的类地行星，半径约为地球的两倍，重量是地球的8倍多，大气层厚度约为地球半径的百分之几。55 Cancri e不适合居住的另一个原因是它离恒星很近大约是地球到太阳距离的1/65。然而，美国喷气推进实验室（JPL）的天体物理学家、论文合著者Aaron Bello Arufe说，它可能是研究最多的岩石行星。它对于岩石行星来说大很多，所以比太阳系外其他行星更容易研究。55 Cancri e经过了充分的研究，JWST于2021年12月发射后，工程师将天文台的红外光谱仪指向它进行测试。这些仪器可以探测行星周围气体吸收星光红外波长时的化学指纹。Bello-Arufe和同事随后决定进行更深入地挖掘，以确认这颗行星是否有大气层。在最近的观测之前，天文学家已经无数次改变对55 Cancrie的看法。这颗行星于2004年被发现。起初，研究人员认为它可能是一个类似木星的气态巨星的核心。但在2011年，斯皮策太空望远镜在这颗行星从其恒星前方经过时对其进行了观测发现，55 Cancri e实际上比一颗气态巨星小得多，密度也大得多，是一颗岩石超级地球。几年后，研究人员注意到，对于一颗离其恒星如此之近的行星来说，55 Cancri e的温度比它应有的温度低，这表明它可能有大气层。一种假设是，这颗行星是一个被超临界水分子包围的“水世界”；另一种假设是，它被一个主要由氢和氦组成的膨胀的原始大气所包围。但这些想法最终都被推翻了。JPL的行星科学家、论文合著者胡仁宇（音）说，一颗离恒星如此之近的行星会受到恒星风的轰击，很难抓住大气层中的挥发性分子。这存在两种可能性，首先，这颗行星是完全干燥的，有一层由蒸发岩石组成的超薄大气层；其次，它有一个由较重的挥发性分子组成的厚厚的大气层，这些分子不容易流失。最新数据表明，55 Cancri e的大气中含有碳基气体，这指向了第二种可能。Seager说，该团队收集了大气层的真实证据，但还需要进行更多观测来确定其完整成分、存在气体的相对数量及其精确厚度。美国斯坦福大学的行星地质学家Laura Schaefer有兴趣了解55 Cancri e的大气层如何与行星表面下的物质相互作用。他说，大气仍有可能被恒星风侵蚀，但岩浆海洋中岩石的融化和释放可能会补充气体。“地球可能至少经历了一个岩浆-海洋阶段，也许是几个。”Schaefer说，“拥有岩浆海洋的实际例子可以帮助我们了解太阳系的早期历史。”相关论文信息： ... PC版： 手机版：

哈勃望远镜捕捉到了木星咆哮的风暴和布满火山的卫星木卫一

哈勃望远镜捕捉到了木星咆哮的风暴和布满火山的卫星木卫一 NASA 的哈勃太空望远镜于 2024 年 1 月 5 日至 6 日拍摄了木星的新图像，揭示了动态天气模式和大红斑和小红斑等著名风暴。这些观测是年度外行星大气遗产计划的一部分，该计划还强调了 艾奥的火山活动和表面特征。 图片来源：NASA、ESA、STScI、Amy Simon (NASA-GSFC)这些带是由不同纬度不同方向的空气以接近每小时 350 英里的速度流动而产生的。 大气层上升的浅色调区域称为区域。 空气降落的较暗区域称为带。 当这些相反的流动相互作用时，就会出现风暴和湍流。哈勃望远镜每年都以前所未有的清晰度追踪这些动态变化，并且总是有新的惊喜。 哈勃最新图像中看到的许多大型风暴和小型白云是木星大气层目前正在发生大量活动的证据。木星呈棕橙色、浅灰色、淡黄色和奶油色条纹。 许多大风暴和小白云点缀着这个星球。 最大的风暴“大红斑”是该视图左下三分之一处最明显的特征。 其右下角是一个较小的微红色反气旋“小红斑”。另一个小型红色反气旋出现在图像顶部中心附近。 在右图中心的右上方，一对风暴相邻出现：一个深红色的三角形气旋和一个微红色的反气旋。 图像的最左边缘是木星的小卫星木卫一。 木卫一表面的火山流出沉积物呈现出斑驳的橙色。 图片来源：NASA、ESA、艾米·西蒙 (NASA-GSFC)美国宇航局哈勃太空望远镜在 2024 年 1 月 5 日至 6 日拍摄的这些最新图像中重新审视了木星这颗巨大的带状行星，捕捉到了木星的两面。 哈勃望远镜每年都会根据外行星大气遗产计划（OPAL）监测木星和其他太阳系外行星。 这是因为这些大世界笼罩在狂风搅动的云雾之中，造成了千变万化的天气模式。[左图]经典的大红斑大到足以吞没地球，它在木星的大气层中显得尤为突出。 在它的右下角，纬度更南的地方，有一个有时被称为“小红斑”的特征。这种反气旋是 1998 年和 2000 年风暴合并的结果，它在 2006 年首次呈现红色，然后在随后的几年中恢复为浅米色。 今年又有点红了。 红色的来源尚不清楚，但可能涉及一系列化合物：硫、磷或有机材料。 小红斑保持在他们的车道上，但向相反的方向移动，大约每两年就会经过大红斑。 另一个小型红色反气旋出现在遥远的北方。[右图] – 风暴活动也出现在相反的半球。 一对风暴，一个深红色气旋和一个淡红色反气旋，在中心右侧相邻出现。 它们看起来那么红，乍一看，就像是木星剥了膝盖的皮。 这些风暴以相反的方向旋转，表明高压和低压系统的交替模式。 对于气旋来说，边缘有上升流，中间云层下降，导致大气雾霾消散。图片来源：NASA 戈达德太空飞行中心，首席制作人：Paul Morris风暴预计会相互反弹，因为它们相反的顺时针和逆时针旋转使它们相互排斥。 位于马里兰州格林贝尔特的 NASA 戈达德太空飞行中心的 OPAL 项目负责人艾米·西蒙 (Amy Simon) 表示：“许多大型风暴和小型白云是木星大气层中目前正在发生的大量活动的标志。”图像的左边缘是最里面的伽利略卫星木卫一太阳系中火山活动最活跃的天体，尽管它的尺寸很小（只比地球的月球稍大）。 哈勃解决了地表火山流出沉积物的问题。 哈勃对蓝色和紫色波长的敏感度清楚地揭示了有趣的表面特征。 1979年，美国宇航局航海者一号宇宙飞船发现了木卫一的披萨般的外观和火山活动，令行星科学家感到惊讶，因为它是一颗如此小的卫星。 哈勃望远镜接续了航海者号的使命，年复一年地关注着不安分的木卫一。这幅 12 幅哈勃太空望远镜图像于 2024 年 1 月 5 日至 6 日拍摄，展示了巨行星木星完整旋转的快照。 大红斑可以用来测量行星近10小时的真实自转速度。 最里面的伽利略卫星木卫一在几个画面中都可以看到，它的阴影穿过木星的云顶。 哈勃望远镜每年都会根据外行星大气遗产计划（OPAL）监测木星和其他太阳系外行星。 图片来源：艾米·西蒙（NASA-GSFC）哈勃太空望远镜已经运行了三十多年，并不断做出突破性的发现，塑造我们对宇宙的基本理解。 哈勃望远镜是 NASA 和 ESA（欧洲航天局）之间的国际合作项目。 美国宇航局位于马里兰州格林贝尔特的戈达德太空飞行中心负责管理这架望远镜。 戈达德还与科罗拉多州丹佛市的洛克希德·马丁航天公司一起执行任务操作。 位于马里兰州巴尔的摩的太空望远镜科学研究所 (STScI) 为 NASA 进行哈勃和韦伯科学操作。 STScI 由位于华盛顿特区的天文学研究大学协会为 NASA 运营。编译自:ScitechDaily ... PC版： 手机版：

新研究揭示我们的太阳系为何缺少一颗“迷你海王星”

新研究揭示我们的太阳系为何缺少一颗“迷你海王星” 这是艺术家绘制的系外行星GJ 9827d的概念图，这是在大气层中探测到水蒸气的最小的系外行星。这颗行星可能是银河系其他地方潜在的富含水大气的行星的一个例子。这颗行星的直径只有地球的两倍，围绕红矮星GJ 9827运行。左侧是该星系的两颗内行星。图中的背景恒星是在没有辅助的情况下，用肉眼回望太阳时看到的。太阳太暗，无法看到。资料来源：NASA、ESA、Leah Hustak（STScI）、Ralf Crawford（STScI）堪萨斯大学ExoLab实验室的博士候选人乔纳森-布兰德（Jonathan Brande）刚刚在开放获取的科学杂志《天体物理学期刊通讯》（TheAstrophysical Journal Letters）上发表了研究成果，展示了15颗类似海王星的系外行星的新大气细节。虽然没有一颗系外行星可以支持繁衍智慧生物，但更好地了解它们的行为可能有助于我们理解为什么我们没有一颗小海王星，而大多数太阳系似乎都有一颗这样的行星。布兰德说："在堪萨斯大学的过去几年里，我的工作重点是通过一种被称为透射光谱学的技术研究系外行星的大气层。当行星过境时，也就是在我们的视线和它所环绕的恒星之间移动时，恒星发出的光会穿过行星的大气层，被其中的各种气体吸收。通过捕捉恒星的光谱将光线通过一种叫做摄谱仪的仪器（类似于将光线通过棱镜）我们可以观测到彩虹，测量不同组成颜色的亮度。光谱中亮度或暗度不同的区域揭示了行星大气中吸收光线的气体"。利用这种方法，布兰德几年前发表了一篇关于"温暖的海王星"系外行星TOI-674 b的论文，他在论文中提出的观测结果表明其大气中存在水蒸气。这些观测是布兰德的导师、昆士兰大学物理与天文学副教授伊恩-克罗斯菲尔德（Ian Crossfield）领导的一项更广泛计划的一部分，该计划旨在观测海王星大小的系外行星的大气层。布兰德说："我们希望了解这些行星的行为，因为比地球稍大、比海王星小的行星是银河系中最常见的。"最近发表的这篇 ApJL 论文总结了该计划的观测结果，并纳入了其他观测数据，以解决为什么有些行星看起来是浑浊的，而另一些行星则是透明的。布兰德和他的合著者特别注意到系外行星大气层中容易形成云层或雾霾的区域。昆士兰大学的研究人员说，当大气中存在这种气溶胶时，雾霾会阻挡透过大气层的光线。如果一颗行星的表面正上方有云层，云层上方有数百公里的透明空气，那么星光就可以很容易地穿过透明空气，只被大气层那部分的特定气体吸收。然而，如果云的位置非常高，云通常在整个电磁频谱中都是不透明的。虽然云雾具有光谱特征，但对于天文学家的工作来说，他们用哈勃聚焦于一个相对较窄的范围，也会产生大部分平坦的光谱。当这些气溶胶出现在大气层的高处时，光线就没有了清晰的过滤路径。布兰德说："利用哈勃，我们最敏感的单一气体就是水蒸气。如果我们在行星的大气层中观测到水蒸气，这就很好地说明没有高到足以阻挡其吸收的云层。反之，如果没有观测到水蒸气，只看到一个平坦的光谱，尽管知道该行星应该有一个扩展的大气层，这表明在更高的高度可能存在云层或雾霾。"布兰德领导一个国际天文学家团队完成了这篇论文，其中包括昆明理工大学的克罗斯菲尔德和来自德国海德堡马克斯-普朗克研究所的合作者、劳拉-克赖德伯格领导的团队，以及卡罗琳-莫利领导的德克萨斯大学奥斯汀分校的研究人员。布兰德和他的合著者的分析方法与以往的分析方法不同，他们侧重于确定小海王星大气的物理参数。与此相反，以前的分析通常是将单一的模型光谱与观测数据进行拟合。通常情况下，研究人员会使用一个预先计算出含水量的大气模型，对其进行缩放和移动，使其与样本中观测到的行星相匹配。这种方法能显示光谱是清晰还是混浊，但无法提供有关大气中水蒸气含量或云层位置的信息。相反，布兰德采用了一种被称为"大气检索"的技术。他说："这涉及对水蒸气数量和云层位置等各种行星参数进行大气建模，通过成百上千次模拟迭代以找到最佳拟合配置。我们的检索为每颗行星提供了一个最佳拟合模型光谱，并据此计算出该行星的浑浊度或清晰度。然后，我们将测得的清晰度与卡罗琳-莫利（Caroline Morley）的一套单独模型进行了比较，结果显示我们的结果符合对类似行星的预期。在研究云和雾霾的行为时，我们的模型显示云比雾霾更适合。沉积效率参数反映了云的紧密程度，它表明观测到的行星沉积效率相对较低，从而产生了蓬松的云。这些云由水滴等微粒组成，由于沉降趋势较低，所以一直漂浮在大气层中"。布兰德的研究结果让人们对这些行星大气层的行为有了更深入的了解，当他在美国天文学会最近的一次会议上介绍这些研究结果时，引起了"极大的兴趣"。此外，布兰德还是克罗斯菲尔德领导的国际观测计划的一部分，该计划刚刚宣布在GJ 9827d上发现了水蒸气这是一颗距离地球97光年的行星，位于双鱼座，温度与金星相当。哈勃太空望远镜的观测结果表明，这颗行星可能只是银河系中富含水的行星的一个例子。这些结果是由蒙特利尔大学特罗蒂埃系外行星研究所的皮埃尔-亚历克西斯-罗伊领导的研究小组宣布的。布兰德说："我们正在海王星以下类型行星的大气层中寻找水蒸气。皮埃尔-亚历克西斯的论文是这项主要工作的最新成果，因为我们花了大约 10 或 11 个轨道或行星凌日才探测到水蒸气。皮埃尔-亚历克西斯的光谱作为我们的趋势数据点之一进入了我们的论文，我们将他们提案中的所有行星和文献中研究的其他行星都纳入其中，使我们的结果更加有力。在两篇论文的撰写过程中，我们一直与他们保持着密切的沟通，以确保我们使用了正确的最新结果，并准确地反映了他们的研究成果。"编译自:ScitechDaily ... PC版： 手机版：

窥探云的中心：美国国家航空航天局CloudSat结束革命性之旅

窥探云的中心：美国国家航空航天局CloudSat结束革命性之旅 艺术家的概念图展示了美国国家航空航天局（NASA）的CloudSat（CloudSat）航天器在地球上空的轨道上运行。它于 2006 年发射升空，在 2024 年 3 月寿命结束退役之前，提供了首次全球云特性调查。图片来源：NASA/JPL按照计划，该航天器的寿命已经结束，无法再进行定期观测，上个月被降入一个轨道，最终将在大气层中解体。2009年8月，美国国家航空航天局（NASA）的CloudSat（CloudSat）经过美国东海岸附近的飓风比尔（Bill）上空，捕捉到了来自四级风暴眼的数据。这对图像显示了从该机构的 Aqua 卫星（上图）看到的景象，以及 CloudSat 雷达测量到的云层垂直结构（下图）。图片来源：杰西-艾伦，美国宇航局地球观测站革命性的雷达技术2006 年发射的云层剖面雷达是首个在太空中飞行的 94 千兆赫波长（W 波段）雷达。该雷达的灵敏度是一般地面气象雷达的一千倍，它为云层提供了一种新的视角不是屏幕上的平面图像，而是布满冰和雨的大气层的三维切片。位于南加州的美国国家航空航天局喷气推进实验室（NASA's Jet Propulsion Laboratory）的这次任务的首席研究员格雷姆-斯蒂芬斯（Graeme Stephens）说，科学家们第一次可以同时观测云层和降水。他说："没有云，人类就不会存在，因为云提供了我们所知的生命所需的淡水。我们有时称它们为聪明的小恶魔，因为它们具有令人困惑的特性。在预测气候变化方面，云一直是一个谜。"在这段动画中，云图卫星的雷达切片显示，2017 年 9 月，飓风玛丽亚在大西洋上迅速增强。红色和粉红色显示的高反射率区域延伸至 9 英里（15 公里）以上的高度，表明大量的水被吸入大气层的高处。图片来源：NASA/JPL-Caltech/CIRA长期以来，云一直隐藏着许多秘密。在CloudSa出现之前，我们并不知道云在全球范围内产生雨雪的频率。自CloudSat发射以来，我们在了解云如何冷却和加热大气层和地表，以及云如何导致飞机结冰方面也取得了长足进步。CloudSat的数据为数以千计的研究出版物提供了信息，并将继续帮助科学家们取得重要发现，包括全球云层中含有多少冰和水，以及云层是如何通过在大气中捕获热量来加速格陵兰岛和两极冰层的融化的。多年来，CloudSat飞越了玛丽亚、哈维和桑迪等强大的风暴系统，窥探了它们卷云漩涡下的云层。它的云层剖面雷达擅长穿透云层，帮助科学家探索热带气旋如何以及为何会加剧。在CloudSat的整个寿命期间，出现了几个可能会导致任务终结的问题，这些问题与航天器的电池和用于控制卫星方向的反作用轮有关。CloudSat团队制定了独特的解决方案，包括在每个轨道的非日照部分对航天器进行"休眠"以节省电能，以及使用较少的反作用轮进行定向。他们的解决方案使得云层剖面雷达能够继续运行，直到 2023 年 12 月永久关闭。JPL的CloudSat项目经理Deborah Vane说："作为NASA大家庭的一员，我们拥有敬业而优秀的团队，他们能够做到前所未有的事情。我们用从未有人使用过的技术从这些异常现象中恢复过来。"姊妹卫星CALIPSOCloudSat于 2006 年 4 月 28 日与一颗名为CALIPSO（Cloud-Aerosol Lidar and Infrared Pathfinder Satellite Observation 的缩写）的激光雷达搭载卫星同时发射。这两个航天器加入了地球轨道上的天气和气候跟踪卫星国际星座。雷达和激光雷达被认为是"主动"传感器，因为它们向地球发射能量光束CloudSat使用无线电波，CALIPSO 使用激光并测量光束如何反射云层和大气中的微粒（气溶胶）。其他轨道科学仪器使用"被动式"传感器，测量反射的太阳光或地球或云层发出的辐射。CloudSat和CALIPSO的轨道相距不到一分钟，在太阳同步轨道上从北极到南极环绕地球一周，每天在午后和午夜后穿越赤道。它们重叠的雷达-激光雷达足迹穿过大气层的垂直结构，研究薄云和厚云，以及可能影响云形成的尘埃、海盐、灰烬和烟尘等气载颗粒层。气溶胶对云的影响仍然是全球变暖预测的一个关键问题。为了探索这个问题和其他问题，最近发射的 PACE 卫星和 NASA地球系统观测站的未来任务将在 CloudSat 和 CALIPSO 的基础上再接再厉，为新一代的研究提供支持。斯蒂芬斯说："2030 年的地球将不同于 2000 年的地球。世界变了，气候也变了。继续进行这些测量将使我们对不断变化的天气模式有新的认识。"团队介绍CloudSat项目由 JPL 为美国国家航空航天局管理。JPL 开发了云层剖面雷达仪器，加拿大航天局提供了重要的硬件。科罗拉多州立大学提供科学数据处理和分发服务。科罗拉多州布鲁姆菲尔德的 BAE 系统公司设计并建造了航天器。美国太空部队和美国能源部提供了资源。美国和国际大学及研究中心为任务科学团队提供支持。位于加利福尼亚州帕萨迪纳的加州理工学院为美国国家航空航天局管理 JPL。CALIPSO 是美国国家航空航天局（NASA）和法国国家空间研究中心（CNES）的一项联合任务，于 2023 年 8 月结束。编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：