研究人员认为他们可以可靠地预测火星上的暴风雪

气候模式有助于预测火星的暴风雪

冬天,火星北极被一层冻结的二氧化碳所覆盖。大约50%的冰盖以雪的形式落在地面上。这张照片是由美国宇航局的火星勘测轨道飞行器于2006年拍摄的。来源:美国国家航空航天局

采用适合于特殊条件的气候模型火星,研究人员认为,他们可以预先在火星上可靠地预测暴风雪,帮助未来的任务选择更好的路线,避免过大雪。

在冰冷的冬天的火星北半球抨击暴风雪可能会提前几周预测,从仙台(日本)和卡特伦堡 - 林德岛的Max Planck Solar System Research(MPS)Max Planck Solars Solary Soparch(MPS)德国)在他们最新的出版物中.科学家们的计算首次显示了这些降雪与火星上一种特殊的天气现象之间的联系:在北半球,压力、温度、风速和方向的波动以波状的方式传播,并且非常有规律地发生。对于用漫游者探索这一地区的红色星球的任务来说,这样的天气预报将为选择一条避开暴风雪的路线提供可能性。

火星的极地地区是冰冷的世界。与地球上的那些类似,它们被粘性冰盖所覆盖。在冬天,温度下降到-128度以下摄氏,这层冰层主要由大气中二氧化碳提供。然后冰盖覆盖到达南部到大约70度的地区。只有在相对温暖的火星夏季,二氧化碳升华亚麻透露星球的永恒冰:相当小的冷冻水盖。

“火星的季节性冰有两种不同的来源,”MPS的Paul Hartogh博士说。“大气中的一部分二氧化碳直接在地表凝结——类似于地球上寒冷晴朗的天气中形成的一层霜。另一部分在大气中冻结”,他补充道。微小的冰晶聚集成云,落在地上成为雪。在这项新的研究中,研究人员现在第一次能够建立这种冰云的发生和一种类似波浪的天气现象之间的联系,这种天气现象的特征是压力、温度、风速和方向的周期性变化。

“火星上的这种天气现象是独一无二的”,来自国会议员的亚历山大·梅德韦杰夫说。实际上,这些所谓的行星波也可以在地球的气象中找到。然而,不仅在较低的大气中的压力和温度的振荡越来越弱于这里。它们也经常发生得多,并且它们的波形特征不太明显。“在秋天和春天之间的火星北半球这些波可以发现令人惊讶的可靠性”,物理学家增加了。他们向东传播,均匀的时间为五到六天。靠近表面,也可以观察到具有较高频率的波。

由于行星波动,火星大气中的温度有规律地在零下128摄氏度附近波动。这是二氧化碳气体结冰时的温度。科学家们的计算现在显示,在温度相应下降的任何地方,微小的冰晶都会形成并积累成冰云。Hartogh说:“这些云在北纬70度以北的所有大气层中都能找到,一直到40公里的高度。”在20公里高度以下形成的冰晶以雪的形式落到地面。

梅德韦杰夫解释说:“为了让这种降雪发生,大气各层的温度周期性变化必须相似。”这是以低于20千米的高度给出的。在所有其他情况下,雪晶体在下降的过程中遇到温暖的空气层,然后升华。特别是在北半球西经30度到东经60度之间的地区,这些要求都得到了很好的满足。太空望远镜和太空探测器拍摄的图像显示,在这一地区,由冻结的二氧化碳组成的冰帽到达了特别遥远的南方。研究人员的计算表明,总的来说,大约有一半的季节性冰以雪的形式落到地面。

在模拟过程中,日本东北大学(Tohoku University)的黑田武(Takeshi Kuroda)博士和MPS的同事们使用了一个已建立的气候模型,该模型适应了火星的特殊条件。“这些计算需要考虑到火星大气中的大量尘埃,”黑田说,他在MPS工作到2009年,在那里他也获得了博士学位。此外,火星大气层的二氧化碳含量超过95%。计算得到的温度和冰晶密度与实测数据吻合较好美国国家航空航天局美国宇航局的火星侦察轨道器。

在研究人员的意见中,新的结果可以有助于可靠地预测火星的暴风雪。“每个人都知道地球上可靠的天气预报的经验,只有五到七天的时间才能成为最多的时间跨度”,Medvedev说。“这根本不可能计算它是否会提前20或40天的地球上的雪。”在火星上,这是不同的。模拟表明,在火星上的某些地区可以预测预先预测。“对于火星的任务旨在探索这些地区,这是一个有价值的信息”,Hartogh说。可以计划逃避船坞的路线以避免大雪风暴。

出版物:Takeshi Kuroda,等,“二氧化碳冰云,降雪和北冬季冬季冬季极地的火星,”地球症。res。Lett。,40;DOI:10.1002 / GRL.50326

图片:美国宇航局

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