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火星夏日竟漫天飞雪
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  • 网站编辑:blackie
  • 发布时间:2017.08.24
导语:根据美国科学家最新的大气模拟,这颗红色行星上竟然下起了暴雪。尽管只是计算机模拟,但是与火星探测器的观测结果十分契合,毕竟,火星南极地区会下奇怪的干冰暴雪。那么,火星夏日暴雪的成因究竟是什么呢?
 
视频:四分钟让你了解火星的一切
 
撰文:Nadia Drake
 
  火星的北方,夏季的夜晚竟然飘起了雪花。
 
  这个不平凡的场景,是科学家在对火星大气中翻滚的分层进行最新模拟时发现的。火星的大气层相互混合得比以往预料的更加剧烈,而且会产生暴风雪天气。
 
  尽管只是模拟场景,不过,这场阵雪与2008年安置在火星上的机器观测到的结果相当契合。而且,这一模拟结果或许能够解释火星两极另外一种奇特的雪——干冰雪的成因。

火星夏日竟漫天飞雪
海盗号火星探测器拍摄的火星。
供图:NASA
  科学家在《Nature Geoscience》上发表的论文称,如果模拟结果准确,火星上突然爆发的夏季飞雪能持续若干小时。雪花状的水冰从火星大气层高处的云团中落下,有时能落到地面上,偶尔甚至能在天亮之前留下一些霜冻的痕迹。
 
  上述论文的合著者、法国国家科学研究中心行星科学家AymericSpiga说:“这些雪可不够堆雪人的。”不过,雪仍可能是火星水循环的一个重要角色。
 
  美国宇航局艾姆斯研究中心的John Wilson称:“降雪、下击暴流,全都非常新奇,非常令人欣喜。火星大气层中很可能真的发生着这样的气象,而且必定会给水的分布产生影响。”
 
干冰暴雪
 
  科学家研究火星降雪的原因已有一段时间了。首先,我们知道火星上有云,地表之下也有水冰。
 
  2008年,美国宇航局的“凤凰号”着陆器降落在了火星北极附近。着陆器发现高处有纤细的结构,看起来很像地球上的幡状云条纹。当降水不足以到达地面时,就会形成这种云。因此,科学家得出结论:凤凰号探测器看到的是高空的水冰暴雪。
 
  时间快进到2012年,科学家宣布美国宇航局的火星轨道勘测器在火星南极观测到了类似二氧化碳雪花组成的云团。
 
  这是人类在太阳系中唯一一次观测到干冰雪。美国宇航局喷气动力实验室的Paul Hayne称,与火星北部纤弱的幡状云不同,干冰雪不仅下到了地表上,还对火星季节性的二氧化碳冰盖的形成有重大贡献。
 
  Paul Hayne称:“二氧化碳风暴要剧烈得多。”至于干冰雪对冰盖的贡献,他说:“我们估计,干冰雪产生了高达20%的季节性堆积,总高度可达几米。”
 
  为了弄清火星上的水冰对气象的影响,Spiga及其同事建立了一个高分辨率计算机模型,模拟了火星大气层的变化。
 
  火星的夜晚,水冰云团散射的红外光会使周边的大气层降温。这会使冷气团停留在较热气团之上。然后,这些冷气团下降,产生强烈的气流和剧烈的风,而此前从未预料到这种情况。
 
  这些云团中的冰粒被对流的气流挤压着,最终以降雨的形式冲向了地面。
 
  Hayne称,云团中“自推动”型的降雪,是此次电脑模拟的关键发现之一。
 
  “通过辐射能量,云团造成周围的空气剧烈降温,由此导致云量增加,并最终产生降雪。”他说。尽管他还不确定这一模拟过程是否解释实际观测到的、更加剧烈的干冰暴雪的成因。
 
  不过,Wilson称,这个模拟结果很好地契合了凤凰号探测器的观测结果。Wilson曾是美国国家海洋和大气局的气象学家,如今在美国宇航局从事模拟火星气候的工作。他说,此类观测结果,将成为构建火星全球复杂模型的重要部分。
 
  最终,科学家将利用这些模型来回溯时间,窥探火星水汪汪的过往。但是,只有当计算机模型能准确模拟火星当前的气候时,我们才有信心做到这一点。
 
  Wilson说“10年前,科学家认为水冰云团对火星气候的影响极小。如今,我们意识到它们的影响巨大……因此,一切都变得比我们推测的更丰富、更复杂、更有趣了。”
 
  (译者:mikegao)
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