Turbulencia y ondas en la atmosfera de Júpiter

Resumen

En esta Tesis Doctoral se han empleadoobservaciones de Júpiter realizadas con el Telescopio Espacial Hubble y con la cámara ISS de la misión espacial Cassini para estudiar tanto los fenómenos ondulatorios como la turbulencia, Dichas observaciones se centran en longitudes de onda del ultravioleta cercano, azul e infrarrojo cercano, cada una de las cuales sonda niveles progresivamente más profundos de la troposfera superior del planeta. Con respecto a los fenómenos ondulatorios se ha desarrollado una búsqueda global que señala la presencia de ondas de Rossby y de ondas producidas por inestabilidades de Kelvin-Helmholtz y Von-Karman, entre otras. En particular, se ha realizado un estudio exhaustivo de las ondas polares que se encuentran en ambos hemisferios, interpretándolas consistentemente como ondas de Rossby. La hipótesis fundamental para el estudio de la turbulencia se basa en la distribución espectral de brillo como aproximación a la distribución de energía cinética, imposible de medir a día de hoy con la precisión requerida. Los resultados muestran a escala global una fuerte anisotropía de la turbulencia bidimensional en las direcciones meridional y zonal, en buen acuerdo con modelos numéricos y observaciones anteriores en diferentes fluidos geofísicos sometidos a una intensa rotación, como ocurre en nuestro caso. Las pendientes de los espectros de potencia obtenidas se aproximan a un valor de -5 para la dirección meridional y a un espectro clásico de turbulencia 2D para la dirección zonal, aunque se han encontrado discrepancias en los niveles más altos de la atmósfera. Finalmente, se ha analizado en detalle la evolución de la perturbación de la banda templada norte (NTB) ocurrida en el año 2007 y observada con enorme detalle. Este estudio local posibilita la conexión entre fenómenos tipo onda de Rossby desarrollados durante la perturbación, los fenómenos turbulentos observados en el campo de nubes y, finalmente, la transferencia de momento desde la propia perturbación hacia las regiones adyacentes.