Por que não há furacão no sol?

Eu estava lendo sobre tempestades gigantescas em planetas gigantes de gás, a grande mancha vermelha em Júpiter e hexágono em Saturno, para citar alguns, que tal nosso Sol, que é constituído por plasma (gás quente que tem alguns de seus elétrons despojados) por que não vemos algum grande furacão?

Vemos manchas solares, que são tempestades gigantes do tamanho de um planeta na superfície do Sol. No entanto, existem muitas diferenças entre manchas solares, a Grande Mancha Vermelha de Júpiter e ciclones tropicais (por exemplo, furacões) na Terra. Ciclones tropicais são sistemas de baixa pressão alimentados pela evaporação da água quente do oceano e sustentados pela taxa de rotação um tanto rápida da Terra. A Grande Mancha Vermelha é um sistema de alta pressão que é sustentado pela taxa de rotação bastante rápida de Júpiter. Manchas solares são sistemas de baixa temperatura alimentados pelo campo magnético do Sol e transportados pela taxa de rotação bastante baixa do Sol.

Além da resposta acima, tempestades em espiral, como furacões ou a grande mancha vermelha, são bastante ordenadas e exigem as condições e a transferência de energia certas. A grande mancha vermelha mantém uma latitude relativamente consistente e existe há séculos, portanto é obviamente estável e ordenada, embora possa estar encolhendo. A causa da grande mancha vermelha não é conhecida, mas a transferência eficiente de calor do vasto calor interno de Júpiter e o principal aumento de gás interno quente e queda de gás de superfície fria e o efeito Coriolis muito forte de Júpiter provavelmente ajudaram a criá-lo e mantê-lo.

Para os furacões na Terra, algumas coisas específicas acontecem. É necessário que haja uma fonte de energia para sustentá-los, e é por isso que eles se formam apenas sobre oceanos quentes, principalmente durante o verão e o outono, quando os oceanos são mais quentes. A rápida evaporação da água quente do oceano alimenta o furacão e a condensação desse vapor de água evaporado na atmosfera superior, impulsiona o sistema de baixa pressão. A espiral é a forma mais eficiente de transferência de calor e de aumento do ar leve / queda de ar quente. Os ventos superficiais de alta velocidade aumentam a taxa de evaporação sobre o oceano; portanto, uma vez que a espiral se forma e se estabiliza, é auto-sustentável, até flutuar sobre águas ou terra mais frias. Os furacões são ordenados, com transferência de calor muito eficiente e camadas ordenadas de ar ascendente e descendente.

Mais de 90% das depressões tropicais não se tornam furacões. De um modo geral, é necessária uma direção perpendicular entre o ar frio acima e o ar quente abaixo para iniciar o vento em espiral. É em parte por isso que o IPCC previu anteriormente uma possível diminuição na formação de furacões, porque as condições de formação precisam estar perfeitas e uma atmosfera superior mais turbulenta pode diminuir a formação de furacões, mesmo que os oceanos mais quentes trabalhem na direção oposta. Tudo isso foi anotado com alguma incerteza e a previsão de mudanças na direção do vento é complicada, portanto não deve ser realizada contra o IPCC. A questão é que os furacões precisam do equilíbrio certo. Eles não se formam facilmente, embora, uma vez formados, eles tendem a se estabilizar e crescer, até que se afastem da água quente do oceano que os alimenta.

O ar também é bastante leve e a transferência de energia térmica da mudança de fase da água é significativa o suficiente para criar os ventos de mais de 100 km / h em uma espiral ordenada. Em Júpiter e na Terra, as condições corretas são atendidas para a formação de grandes tempestades em alta velocidade e velocidade do vento. Como a Terra, Júpiter também tem nuvens e chuva, água e amônia, o que provavelmente ajuda na transferência de calor por mudança de fase (embora eu não seja suficientemente inteligente para dizer quanto isso contribui com a mancha vermelha de Júpiter, na Terra a mudança de fase de água é essencial para a formação de furacões Sem água superficial abundante e quente - sem furacões.

O sol, por comparação, é todo plasma. Não há mudança de fase que aumente eficientemente a transição de calor e energia, embora provavelmente haja variações na ionização, mas abordarei isso mais tarde. A superfície do Sol também é bastante caótica e possui tempestades magnéticas, tornando menos provável o nascimento puro de uma tempestade em espiral por rajadas de vento perpendiculares uma acima da outra.

Tempestades magnéticas são contorcidas e não quero dizer que nada espirais ou torções na superfície do sol, porque isso não é verdade. Mas as tempestades magnéticas na superfície do sol não são como as espirais limpas e arrumadas dos furacões. Eles alcançam bem acima da atmosfera do sol, não na atmosfera, e a forma é diferente.

Finalmente, o material que compõe a região de transição ou "atmosfera" do Sol não é bom para a formação de furacões. Para citar a Wikipedia:

Abaixo, a maior parte do hélio não é totalmente ionizada, de modo que irradia energia de maneira muito eficaz; acima, torna-se totalmente ionizado. Isso tem um efeito profundo na temperatura de equilíbrio (veja abaixo).

Abaixo, o material é opaco às cores específicas associadas às linhas espectrais, de modo que a maioria das linhas espectrais formadas abaixo da região de transição são linhas de absorção em infravermelho, luz visível e ultravioleta próximo, enquanto a maioria das linhas formadas na região de transição ou acima dela é emitida linhas no ultravioleta distante (FUV) e raios-X. Isso torna a transferência radiativa de energia dentro da região de transição muito complicada.

Abaixo, a pressão de gás e a dinâmica de fluidos geralmente dominam o movimento e a forma das estruturas; acima, as forças magnéticas dominam o movimento e a forma das estruturas, dando origem a diferentes simplificações da magneto-hidrodinâmica.

A região de transição em si não é bem estudada em parte por causa do custo computacional,. . .

Teoricamente, os furacões podem se formar como resultado da dinâmica dos fluidos, mas a taxa rápida de hélio parcialmente ionizado irradia calor faz com que a formação de grandes estruturas circulantes, que são basicamente motores de convecção, seja impraticável e desnecessária. Não há necessidade de convecção eficiente quando a transferência de energia é muito eficiente por radiação.

A atmosfera do Sol não é como a atmosfera da Terra e nas camadas superiores de Júpiter, onde a atmosfera é bastante eficaz e mantém o calor (não teríamos frentes quentes e frias se não fosse). As regiões de ar quente e frio que mantêm principalmente a temperatura conduzem o processo convectivo. Você precisa de jatos de ar quente e frio para passar um após o outro em um furacão. A radiação eficiente do Sol de hélio parcialmente ionizado funciona contra esse princípio.

Há também um efeito Coriolis relativamente baixo na superfície do sol, que auxilia na formação de furacões.

Em suma, as condições não estão certas. A turbulência do Sol, é uma taxa de rotação relativamente baixa, não há mudança de fase para alimentar o sistema e é hélio parcialmente ionizado em sua "atmosfera" mais baixa, todos trabalhando contra a formação de sistemas eólicos em espiral, em forma de cone e de alta velocidade.

Em anãs marrons com temperaturas superficiais muito mais baixas, os furacões podem ser inteiramente possíveis. A matemática por trás dos mecanismos de convecção atmosférica é complicada, portanto essa é uma explicação mais geral, mas o Sol não é um bom candidato a furacões em muitos níveis.