Pourquoi n'y a-t-il pas d'ouragan sur le Soleil?

Je lisais à propos de gigantesques tempêtes sur des planètes gazeuses géantes, de la grande tache rouge sur Jupiter et de l'hexagone sur Saturne pour n'en nommer que quelques-uns, que diriez-vous de notre Soleil qui est composé de plasma (gaz chaud dont certains de leurs électrons sont dépouillés) pourquoi ne pas nous voyons un gros ouragan?

Nous voyons des taches solaires, qui sont des tempêtes géantes de la taille d'une planète à la surface du Soleil. Il existe cependant de nombreuses différences entre les taches solaires, la grande tache rouge sur Jupiter et les cyclones tropicaux (par exemple, les ouragans) sur la Terre. Les cyclones tropicaux sont des systèmes à basse pression alimentés par l'évaporation de l'eau chaude de l'océan et entretenus par le taux de rotation quelque peu rapide de la Terre. Le Great Red Spot est un système à haute pression soutenu par la vitesse de rotation assez rapide de Jupiter. Les taches solaires sont des systèmes à basse température alimentés par le champ magnétique du Soleil et entraînés par une vitesse de rotation plutôt faible du Soleil.

En plus de la réponse ci-dessus, les tempêtes en spirale comme les ouragans ou la grande tache rouge, sont assez ordonnées et nécessitent les bonnes conditions et le transfert d'énergie. La grande tache rouge garde une latitude relativement constante et elle existe depuis des siècles, elle est donc évidemment stable et ordonnée, même si elle rétrécit. La cause de la grande tache rouge n'est pas connue, mais le transfert de chaleur efficace de la vaste chaleur interne de Jupiter, et le principal de l'augmentation du gaz interne chaud et de la chute du gaz de surface froid et de l'effet Coriolis très puissant de Jupiter ont probablement aidé à le créer et à le maintenir.

Pour les ouragans sur Terre, quelques choses spécifiques se produisent. Il doit y avoir une source d'énergie pour les soutenir, c'est pourquoi ils ne se forment que sur les océans chauds, principalement pendant les saisons d'été et d'automne lorsque les océans sont les plus chauds. L'évaporation rapide de l'eau chaude de l'océan alimente l'ouragan et la condensation de cette vapeur d'eau évaporée dans la haute atmosphère entraîne le système à basse pression. La spirale est la forme la plus efficace de transfert de chaleur et de montée / descente d'air chaud. Les vents de surface à grande vitesse augmentent le taux d'évaporation au-dessus de l'océan, donc une fois que la spirale se forme et se stabilise, elle s'auto-entretient, jusqu'à ce qu'elle dérive sur des eaux ou des terres plus froides. Les ouragans sont en ordre avec un transfert de chaleur très efficace et des couches ordonnées d'air ascendant et descendant.

Plus de 90% des dépressions tropicales ne deviennent pas des ouragans. D'une manière générale, une direction perpendiculaire entre l'air frais au-dessus et l'air chaud au-dessous est nécessaire pour démarrer le vent en spirale. C'est en partie pourquoi le GIEC a déjà prédit une possible diminution de la formation d'ouragans, car les conditions de formation doivent être juste et une atmosphère supérieure plus turbulente pourrait diminuer la formation d'ouragans même si les océans plus chauds fonctionnent dans la direction opposée. Tout cela a été noté avec une certaine incertitude et prédire les changements dans la direction du vent est délicat, donc cela ne devrait pas être retenu contre le GIEC. Le fait est que les ouragans ont besoin d'un bon équilibre. Ils ne se forment pas facilement, bien qu'une fois formés, ils ont tendance à se stabiliser et à se développer, jusqu'à ce qu'ils dérivent de l'eau chaude de l'océan qui les nourrit.

L'air est également assez léger, et le transfert d'énergie thermique du changement de phase de l'eau est suffisamment important pour créer les vents de plus de 100 mph dans une spirale ordonnée. Sur Jupiter et sur Terre, les conditions sont réunies pour une formation de tempêtes en spirale à grande vitesse et à vent élevé. Comme la Terre, Jupiter a également des nuages ​​et de la pluie, à la fois de l'eau et de l'ammoniac, qui aident probablement à son transfert de chaleur par changement de phase (bien que je ne sois pas assez intelligent pour dire combien cela contribue concernant la tache rouge de Jupiter, sur Terre, le changement de phase de l'eau est essentielle pour la formation des ouragans. Sans eau de surface chaude abondante - pas d'ouragan.

Le soleil, par comparaison, est tout plasma. Il n'y a pas de changement de phase qui augmente efficacement la transition de la chaleur et de l'énergie, bien qu'il y ait probablement des variations d'ionisation, mais j'y reviendrai plus tard. La surface du Soleil est également assez chaotique et elle a des tempêtes magnétiques, rendant moins probable la naissance d'une tempête en spirale par des rafales de vent perpendiculaires les unes au-dessus des autres.

Les orages magnétiques sont tordus et je ne veux pas dire que rien ne spirale ou se tord à la surface du soleil, car ce n'est pas vrai. Mais les orages magnétiques à la surface du soleil ne sont pas comme les spirales en forme de cône propres et bien rangées des ouragans. Ils atteignent bien au-dessus de l'atmosphère du soleil, pas dans l'atmosphère, et la forme est différente.

Enfin, le matériau qui constitue la région de transition ou «atmosphère» du Soleil n'est pas bon pour la formation d'ouragans. Pour citer de Wikipedia:

Ci-dessous, la majeure partie de l'hélium n'est pas entièrement ionisée, de sorte qu'il rayonne très efficacement de l'énergie; ci-dessus, il devient entièrement ionisé. Cela a un effet profond sur la température d'équilibre (voir ci-dessous).

Ci-dessous, le matériau est opaque aux couleurs particulières associées aux raies spectrales, de sorte que la plupart des raies spectrales formées sous la région de transition sont des raies d'absorption dans l'infrarouge, la lumière visible et le proche ultraviolet, tandis que la plupart des raies formées au niveau ou au-dessus de la région de transition sont des émissions lignes dans l'ultraviolet lointain (FUV) et les rayons X. Cela rend le transfert d'énergie radiatif dans la région de transition très compliqué.

Ci-dessous, la pression des gaz et la dynamique des fluides dominent généralement le mouvement et la forme des structures; ci-dessus, les forces magnétiques dominent le mouvement et la forme des structures, donnant lieu à différentes simplifications de la magnétohydrodynamique.

La région de transition elle-même n'est pas bien étudiée en partie à cause du coût de calcul,. . .

Les ouragans pourraient théoriquement se former à la suite de la dynamique des fluides, mais la vitesse rapide à laquelle l'hélium partiellement ionisé rayonne de chaleur rend la formation de grandes structures en circulation, qui sont essentiellement des moteurs de convection, peu pratique et inutile. Il n'y a pas besoin de convection efficace lorsque le transfert d'énergie est très efficace par rayonnement.

L'atmosphère du Soleil n'est pas comme l'atmosphère de la Terre et dans les couches supérieures de Jupiter où l'atmosphère est assez efficace et retient sa chaleur (nous n'aurions pas de fronts chauds et froids si ce n'était pas le cas). Les régions d'air chaud et froid qui maintiennent principalement leur température sont le moteur du processus convectif. Vous avez besoin de jets d'air chaud et froid pour passer l'un dans l'autre lors d'un ouragan. Le rayonnement efficace du soleil de l'hélium partiellement ionisé fonctionne contre ce principe.

Il y a également un effet Coriolis relativement faible sur la surface du soleil, qui aide à la formation d'ouragans.

Bref, les conditions ne sont pas du tout bonnes. La turbulence du Soleil, sa vitesse de rotation relativement faible, aucun changement de phase pour alimenter le système et son hélium partiellement ionisé dans sa «atmosphère» inférieure, tous travaillent contre la formation de systèmes de vent en spirale, en forme de cône et à grande vitesse.

Sur les naines brunes avec des températures de surface beaucoup plus fraîches, les ouragans pourraient être tout à fait possibles. Les mathématiques derrière les mécanismes de convection atmosphérique sont compliquées, c'est donc plus une explication générale, mais le Soleil n'est pas un bon candidat pour les ouragans à plusieurs niveaux.