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CASSINI
Stürme treiben Saturns Jetstreams an
von Stefan Deiters
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9. Mai 2007

Untersuchungen, die auf Bildern der Saturnsonde Cassini basieren, deuten darauf hin, dass die sogenannten Jetstreams - also ost- oder westwärts gerichtete Winde hoch in der Atmosphäre - auf dem Ringplaneten durch große Wirbelstürme angetrieben werden. Die neue Erklärung stellt das bisherige Modell komplett auf den Kopf. Die bandartigen Wolkenstrukturen auf Jupiter und Saturn erscheinen dadurch in einem ganz neuen Licht.

Saturn

Das Bild zeigt Wirbelstürme in der Nähe eines Saturn-Jetstreams. Die kleinen Pfeile deuten an, in welche Richtung die Energieabgabe erfolgt. Durch die starken Winde erscheinen die Wirbelstürme als langgestreckte, gekippte Streifen parallel zu den Pfeilen. Die Windstärke in dem Jetstream (großer Pfeil) beträgt rund 320 Kilometer pro Stunde. Bild: NASA /JPL / Space Science Institute [Großansicht]

"Die neue Erkenntnis wie die Jetstreams des Ringplaneten angetrieben werden, ist exakt das Gegenteil von dem, was wir vor Cassini geglaubt haben", macht Anthony Del Genio vom NASA Goddard Space Flight Center die Bedeutung der Daten deutlich. Del Genio gehört zum Bildauswertungs-Team von Cassini und ist Hauptautor eines Artikels über den Fund, der in Kürze in der Fachzeitschrift Icarus erscheint.

Jetstreams sind starke Winde in der Atmosphäre, die Wolken ost-oder westwärts transportieren. Nach den neuen Erkenntnissen speisen Wirbelstürme, die man auf den Cassini-Bildern entlang der Jetstreams entdeckt hat, diese Winde - ganz ähnlich wie Zahnräder ein Förderband antreiben. "Bislang dachten wird, das Förderband - also in diesem Fall der Jetstream - würde die Wirbelstürme antreiben, aber jetzt glauben wir das genaue Gegenteil: der Jetstream wird von den Wirbelstürmen gespeist", erläutert Del Genio.

"Intuitiv würde man vielleicht vermuten, dass die Wirbelstürme Energie aus den Jets abziehen, weil es irgendwie zu Reibung kommt. Doch wir haben das Gegenteil entdeckt: Sie pumpen Energie in den Jet", erzählt Andrew Ingersoll vom California Institute of Technology, der auch zum Bildauswertungs-Team von Cassini gehört. Die jetzt nachgewiesenen Prozesse seien aus der Erdatmosphäre bekannt und sind auch kürzlich auf Jupiter entdeckt worden, so Ingersoll. Für Saturn aber seien die Prozesse neu, da das Zusammenspiel zwischen Wirbelstürmen und Jetstreams auf Voyager-Aufnahmen des Saturn nicht zu erkennen war.

Mit Hilfe des Cassini-Bildmaterials verfolgten die Forscher nun das Zusammenspiel zwischen den Wirbelstürmen und den Jets. Die Wirbelstürme auf beiden Seiten des Jets geben dabei ihre Energie an den Jet ab, wodurch der Wind des Jetstreams angetrieben wird. "Wir wussten, dass die Wirbelstürme die Jetstreams antreiben, weil sie in dieselbe Richtung zeigen. In diese Richtung wird auch der Impuls transportiert. Hätten die Wirbelstürme in die entgegengesetzte Richtung gezeigt, hätten wir das Gegenteil annehmen müssen," erklärt Ingersoll.

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Das Bildmaterial, das Del Genio und seine Kollegen analysierten, umfasst fast die gesamte südliche Hemisphäre des Saturn. Sie glauben daher, dass sich ähnliche Prozesse auf dem gesamten Planeten abspielen. Dies würde auch erklären, wieso das abwechselnde Muster von ostwärts und westwärts strömenden Jetstreams auf dem Planeten seit vielen Jahrzehnten konstant geblieben ist. Ähnliche Prozesse haben Wissenschaftler auf dem Jupiter entdeckt als sie Bilder auswerteten, die Cassini beim Vorüberflug an dem Gasriesen machte. Auch auf der Erde, mit ihren Jetstreams auf der Nord- und Südhalbkugel, sind diese Prozesse bekannt.

Die neue Sachlage deutet darauf hin, dass die traditionelle Ansicht über die bandartigen Wolkenstrukturen auf Jupiter und Saturn einer Revision bedarf. "Wir haben immer angenommen, dass die hellen Wolkenbänder Regionen sind, in denen Luft nach oben steigt und die dunklen Bänder Gebiete, wo Luft absinkt", so Del Genio. "Aber wenn die Wirbelstürme die Jets in der Art und Weise speisen wie wir es beobachtet haben, muss das Gegenteil der Fall sein." Und dafür führt der Forscher gleich noch ein weiteres Indiz an: "Wir finden in der Tat auf beiden Planeten Gewitter nur in den dunklen Bereichen, was bedeuten muss, dass die Luft dort nach oben steigt."

Forum
Jetstreams auf Saturn. Diskutieren Sie mit anderen Lesern im astronews.com Forum.
siehe auch
Cassini: Verschmelzende Stürme auf Saturn - 14. April 2004
AstroLinks: Saturn
Links im WWW
Cassini-Huygens, Missionsseite der NASA/JPL
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