Zjawisko „hydraulicznego skoku”, odpowiadające za powstanie fali atmosferycznej o szerokości nawet 6 tys. km, występuje w rejonach gęstych chmur Wenus. Tam nagła zmiana przepływu powietrza, połączona z silnym prądem wznoszącym, wynosi wyżej pary kwasu siarkowego, które następnie kondensują się w linię gęstych chmur. Efekt ten widoczny jest przez wiele dni, gdy fala obiega Wenus.
Jak pokazują badania opublikowane w „Journal of Geophysical Research: Planets”, naukowcy od dawna obserwowali niezwykły układ chmur na Wenus, jednak przez lata jego źródło pozostawało tajemnicą. Odkrycie, że przyczyną jest unikatowy, ogromny „hydrauliczny skok”, pozwala lepiej zrozumieć dynamiczne procesy zachodzące w atmosferze tej planety.
Na Wenus, fala atmosferyczna określana jako fala Kelvina rozpędza się od wschodu na poziomie niższych chmur. W pewnym momencie staje się niestabilna, a towarzyszący jej wiatr gwałtownie hamuje, co sprzyja powstawaniu miejscowego silnego prądu wznoszącego. Efektem jest gwałtowny transport pary kwasu siarkowego do wyższych partii atmosfery, gdzie powstają masywne ciągi chmur.
Profesor Takeshi Imamura z Uniwersytetu w Tokio zaznacza, że „Udało się zidentyfikować to zjawisko już wcześniej, ale przez lata nie rozumieliśmy jego mechanizmu. Teraz wiemy, że źródłem tej anomalii chmur jest największy znany skok hydrauliczny w Układzie Słonecznym”. Opisane zjawisko łączy duże procesy poziome w atmosferze z gwałtownymi zmianami pionowymi, co dotąd uznawano za rzadkie w badaniach płynów.
Badacze wykorzystali zaawansowane modele numeryczne, by odtworzyć dynamikę atmosfery Wenus i zachowanie chmur. Jeden z użytych modeli naśladuje przepływ gazów i cieczy, inny śledzi, jak kwas siarkowy zachowuje się w masie powietrza. Symulacje potwierdziły, że zjawisko skoku hydraulicznego pomaga podtrzymywać charakterystyczną dla Wenus „superrotację”, czyli szybki ruch chmur wokół planety.
Jak zaznaczył Imamura, dotychczasowe globalne symulacje atmosferyczne Wenus nie uwzględniały tego skoku, więc kolejnym krokiem jest testowanie odkrycia w bardziej złożonych modelach klimatycznych. Badacz dodaje, że nawet z najnowocześniejszymi superkomputerami takie symulacje pozostają wyzwaniem. Autorzy sugerują też, że podobne zjawiska mogą pojawiać się na innych planetach, np. na Marsie, jeśli warunki będą sprzyjające. Wnioski z tych analiz mogą stać się kluczowe dla planowania przyszłych misji kosmicznych.