Во-первых, это отличный вопрос. В основном ответ прямой, поэтому я могу ответить на него, но это все еще отличный вопрос.
и я добавлю похожую, но чуть более подробную картинку к той, которую вы разместили.
Источник
Вы правы, что существует четкая разница между поверхностью Земли, где жидкая вода может существовать, испаряться, образовывать облака, идти дождь и повторяться. Теоретически, круговорот воды на Земле может продолжаться бесконечно, пока поддерживается атмосфера Земли и поступление солнечной энергии (и заменяется потерянный водород), но это круговая система, которая нуждается только в солнечной энергии.
Юпитер отличается тем, что со временем более тяжелые газы на Юпитере, вероятно, будут погружаться глубже к центру, и газы, образующие облако Юпитера, должны уменьшаться при достаточном времени. Некоторые из «дождей» Юпитера, вероятно, падают слишком глубоко в его вихревой смеси газов и навсегда покидают цикл облаков Юпитера, подобно воде, просачивающейся под землю и покидающей цикл воды и облаков Земли. Таким образом, через 100 миллиардов или триллион лет или около того Юпитер может потерять свои облака и образующие облака газы в своей верхней атмосфере по причинам, которые вы подозреваете.
Причина, по которой это еще не произошло, - просто смешивание. В то время как плотность газа стремится к слоям с возрастающей плотностью, внутреннее тепло внутри Юпитера также стремится к выравниванию, поэтому огромная конвекция протекает почти по всей планете. Это удерживает более тяжелые газы в верхних слоях атмосферы Юпитера. Юпитер слишком бурный, чтобы в верхних слоях атмосферы находились только водород и гелий.
Итак, как только мы начнем с наблюдения, что верхняя атмосфера Юпитера состоит из (примерно) 90% водорода, 9% гелия, 1% других газов и смешение поддерживает 1% других, после этого это просто физика облаков .
Облака выглядят как пухлые скопления водяного пара (крошечные капельки льда или воды, так как водяной пар на самом деле прозрачен). Они выглядят как объекты с формами, но это не совсем точно. Если вы находитесь близко к облаку (например, летите в самолете), четкие края исчезают. Облако - это не столько объект, сколько видимое изменение фазы.
Атмосфера на Земле составляет около 78% азота, 21% кислорода, 0,9% аргона и (обычно не указывается в списке, потому что он очень изменчив), в среднем около 0,4% водяного пара, до 1% при высокой температуре и высокой влажности и близко к 0 % при низких температурах или в сухих пустынях. Когда вы берете теплый поверхностный воздух, который содержит 0,6-0,8% водяного пара, и этот воздух поднимается (как это делает горячий воздух), именно фазовое изменение создает облака. Облако формируется в горячем поднимающемся воздухе, поскольку это охлаждается. Есть некоторое электростатическое притяжение, но в основном это просто блок аналогичного воздуха, который подвергается охлаждению, и облако выглядит так, как будто оно имеет сплошные края, но это не так.
То же самое происходит на Юпитере, разные фазы газов меняются при разных температурах / давлениях, но процесс один и тот же. И так же, как на Земле, когда капли или «леденцы» образуются, они становятся плотнее и начинают падать, но падающие капли очень малы, поэтому они падают очень медленно и по большей части падают в поднимающейся атмосфере. Кроме того, поскольку они являются фазовым переходом, формируется новое облако, а старое облако все время выделяется или возвращается в газ, что-то вроде морского льда. Облака имеют вид полупостоянства, но облака динамичны.
Если мое объяснение не работает для вас, вот объяснение облаков и того, как они на самом деле не связаны друг с другом, даже если они выглядят так.
Но в этом и заключается суть: смешение удерживает верхнюю атмосферу Юпитера от чистого водорода и гелия (или чистого водорода), и после этого образование облаков почти такое же, как на Земле, только без поверхности. Некоторые из более тяжелых газов, вероятно, теряются в цикле, но потери достаточно медленны, так что на Юпитере все еще есть тяжелые облака, образующие газы в его верхней атмосфере, и это произойдет, вероятно, на миллиарды лет.
Большее изменение плотности между H / He и другими газами, вероятно, играет роль в поведении облаков, поскольку изменение плотности больше, но скорости ветра также выше на Юпитере. Все, что действительно нужно, это смешивание. После этого, с газами, которые могут стать жидкими или ледяными при изменениях температуры / давления, изменения фазы создают облака.
Также возможно, что образующие облака облака Юпитера время от времени пополняются ударами астероидов и комет. Шумейкер-Леви 9 был около 5 км в диаметре, и значительный процент этого, вероятно, составлял аммиак и водяной лед. Это много облакообразующего газа, добавленного в верхнюю атмосферу Юпитера. Слабая кольцевая система Юпитера, которая, возможно, была намного больше миллионов лет назад, но с тех пор, как на Юпитер посыпались дожди, и извержения Ио могли бы также сыграть роль в поддержании верхней атмосферы Юпитера достаточно богатой облачными элементами, такими как вода и аммиак.
