水星是离太阳最近的行星，并且以其速度而闻名。离太阳的第二远的行星金星，则完全相反，它以速度慢而闻名。这颗炽热的行星需要243个地球日才能绕地轴旋转一圈。然而，金星的大气层是独立运行的，只需四个地球日就可以完成同样的旅程。
近60年来，科学家们一直在思考这种大气超旋转现象，但一项研究可能刚刚破解了金星云层中的奥秘。
日本北海道大学教授、该项研究的主要作者小池百合子在一份声明中说：“自20世纪60年代发现金星大气发生超级旋转以来……其形成和维系背后的机制一直是个谜。”
图解：该图显示金星的大气比金星的自转速度快。图源：ESA
周四，发表在《科学》杂志上的一项研究表明，大气潮汐波使金星大气旋转速度远高于金星本体。这些潮汐波是由于太阳在白天的加热，夜晚温度相对较低而形成的。
金星是以罗马神话中爱与美的女神“维纳斯”而命名的，在其厚厚的云层中还隐藏着更多的神秘。金星的大气层以每秒200米的速度运行，比行星本身的旋转速度快60倍。
这种超级自转对于金星来说是相当独特的，它只能在土星最大的卫星土卫六中被观测到。
为了帮助解决这一问题，这项新研究的研究小组使用Akatsuki航天器获得的图像。这艘航天器，也被称为金星气候轨道器，用于探测金星大气，于2010年5月由日本宇宙航空研究开发机构（JAXA）发射，并于2015年12月开始环绕金星运行。
图解：在日语中，Akatsuki的意思是“黎明”或“黎明”。在四年半的旅程中，它提供了关于太阳风是如何产生的信息，也为解决太阳日冕加热问题提供线索。日本宇宙航空研究开发机构（JAXA）宣布，他们的飞船Akatsuki将再次尝试进入环绕金星的轨道。图源：JAXA
科学家小组跟踪云层，并从Akatsuki飞船上的紫外和红外相机拍摄的图像中获取金星表面的风速。
在分析了这些数据后，科学家们注意到了一种热潮汐，或者说是一种由太阳在赤道附近加热而引发的大气波。金星的平均温度是462摄氏度，但是在高层大气中温度会变低，从-43摄氏度到-173摄氏度。
金星上的大气波加速了低海拔处大气的自转，使其速度比行星本身快得多。
图解：改图表明金星的大气以高于金星本身的速度旋转的机制。图源：inverse
科学家们经常认为，金星的现在的状态就是地球的未来长期要面临的处境。这两颗行星有着相同的大小和组成，金星在年轻时可能一度看起来像地球，但它的大气变化导致了我们今天观察到的干燥行星。
图解：该图为艺术家对以前盛水的维纳斯的印象。研究金星的科学家认为，在过去的某个时刻，金星的含水量远远超过了今天干燥的大气所显示的水平，甚至可能是海洋。但随着太阳变得越来越热，越来越亮（这是老化的自然结果），金星的表面温度上升，最终蒸发了所有的海洋。图源：inverse
因此，对金星的研究不仅能让科学家们对太阳系中的行星有深入的了解，也为大气科学提供了一个有趣的研究案例。
图解：金星。这是一张由麦哲伦任务返回的数据汇编而成的全球雷达图像拼接图。可见光波无法穿透金星上厚厚的云层，雷达需要从太空观察地表。图源：NASA
金星在研究太阳系外奇异的系外行星方面也很有用。
图解：用气体照射光线时，气体中的化学物质会吸收光线并在其上留下化学特征。在这种情况下，行星发出的气体包裹层吸收了恒星色球层的光。由于这项新技术，以前“隐藏”的系外行星可能很快就会曝光。图源：NASA
霍里诺奇说：“我们的研究有助于更好地了解潮汐锁定的系外行星上的大气系统，这些系外行星的一侧总是面向中心恒星，这与金星拥有很长的太阳日类似。”
摘要：金星有一个厚厚的大气层，其旋转速度是地表的60倍，这种现象被称为超自转。我们利用从Akatsuki航天器上获得的数据，来研究在旋转速度最高的云层中如何维持超级自转。热诱导的纬向垂直环流使绕旋转轴的角动量分布均匀化。维持超级自转需要大气波和湍流来抵消。在这些影响中，热潮汐在低纬度云顶附近传输角动量，维持旋转峰值。其他行星尺度波和大尺度湍流的作用方向相反。我们认为在中纬度，水动力不稳定性会调节角动量分布。