红色星球的新季节

秋季风暴。 连续图像显示了1999年6月30日记录的火星北极地区早期秋季风暴的演变过程。每张照片的拍摄时间都比前一张照片晚大约两个小时。呈现白色的云主要由水冰组成;呈现棕色的云主要由尘埃组成。

春季解冻。 南半球的冬季即将结束,极地冰盖的季节性霜冻正在消退。沿着冰盖边缘可以观察到小型的局部沙尘暴,因为从冰盖吹出的冷空气向北移动到温暖的地区。

虽然《天气频道》尚未提供关于火星状况的每日报告,但由于 NASA 的火星全球勘测者号,这很有可能实现。该航天器已经在红色星球周围旋转了一个火星年,即 687 天多一点的时间。它发回的每日快照与地球气象卫星记录的快照一样有趣。尽管火星是一个寒冷干燥的沙漠,但图像显示它远非一个死寂的世界。


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8月2日是火星上的春分。当北半球迎来初冬的寒意,温暖的春风开始缩小南极冰盖时,火星轨道器相机跟踪了季节的变化。尽管火星表面还没有风速计来测量风速,但相机捕捉到了巨大的尘卷风——很像我们的龙卷风——并提供了证据表明火星上的沙丘仍在被风塑造。“我们已经捕捉到了季节和气象事件的独特记录,这表明今天的火星是活跃和动态的,”位于加利福尼亚州圣地亚哥市马林空间科学系统公司的勘测者号相机首席研究员迈克尔·马林说。

北方极地区的照片显示,翻滚的暴风云标志着秋季的到来。随着季节变化推进,冬季的黑暗降临北极,云层将扩大覆盖大部分北部平原。“随着极地冰盖的扩大,可能会开始下雪,”马林说。与此同时,在南方极地区,冰盖开始蒸发。

壮丽的沙丘。 这张拍摄于 1999 年 7 月 21 日的照片显示了南极冰盖解冻过程的早期阶段。霜冻下的沙子是黑色的;一旦暴露在阳光下,它就会吸收阳光并帮助加速解冻过程。

特写图像显示,裸露的黑色沙点从正在消退的二氧化碳冰中露出,以及被风吹到霜冻表面的条条沙痕。由于火星上的气压非常低——比地球海平面低 100 倍——火星上的冰在变暖时不会融化成液体。相反,冰会升华,直接从固态变成气态。当极地沙丘从长达数月的冬季黑夜中出现,并首次暴露在阳光下时,明亮的冬季霜冻和积雪开始升华。这个过程从小点开始,然后在几个月内蔓延开来,直到整个沙丘像豹子一样布满斑点。随着春季临近,黑点继续生长和蔓延,直到最终整个区域都无霜。

尘卷风。 箭头指示了 1999 年 5 月中旬在亚马逊平原北部观测到的一群尘卷风。尘卷风在该地区很常见,最早在 1976 年至 1980 年的海盗号轨道飞行器任务期间在那里被发现

在中纬度地区,主要的天气模式是巨大的尘卷风,它们是由地面受热且总体风流较弱时产生的旋转气旋形成的。在地球上,尘卷风是相对较小的特征,形成于下午炎热时分的开阔地带。但在火星上,它们可以高达火星表面以上近 8 公里(5 英里)。平均尘卷风在火星日最热的时候最多持续几个小时,移动缓慢,但在其 1.2 英里(两公里)的高度内可能携带数吨尘埃。火星尘卷风可能是细小粉红色尘埃的主要运输者,这种尘埃使天空呈现出奇异的棕色,这一点已被火星探路者号和海盗号着陆器观察到。

全球勘测者号还传回了诱人的证据,表明在 20 世纪 70 年代初的水手 9 号火星照片中首次看到的沙丘地带最近发生了沙子移动。科学家们对大型撞击坑内孤立的沙丘地带很感兴趣,因为它们的深色表明覆盖地球大部分区域的尘埃不会在那里积聚。

最近的勘测者号图像显示,沙丘覆盖着霜冻的斜坡上有黑色条纹。这些条纹是由于沙子在沙丘陡峭的顺风侧(也称为滑坡面)发生雪崩造成的。由于黑色沙条纹叠加在明亮的霜冻之上,因此这些条纹的年代只能与霜冻一样古老——因此,不超过 11 个月。“这表明沙丘一定在移动,而且随着时间的推移,我们可能能够看到变化,这将使我们能够测量火星上的风蚀速率,”马林说。

因此,火星不仅仅是一个绕太阳运行的行星外壳。它是一个活生生的、充满活力的星球。如果人类探险家有朝一日在火星上建立基地,他们将不得不面对一些非常地球化的东西——天气。


图片来源:MALIN SPACE SCIENCE SYSTEMS

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