塵埃是火星大氣中的一個重要組成部分，它通過加熱或冷卻來影響大氣的循環(huán)，并通過大氣風在火星上重新分布。在這個沙塵循環(huán)中，沙塵暴起著尤為重要的作用。

傳統(tǒng)上風暴被劃分為局部、區(qū)域和環(huán)繞行星的沙塵暴，全年都有小型的局部風暴發(fā)生，但全球風暴在北部的秋冬季節(jié)最為活躍。沙塵暴在足夠大的區(qū)域內(nèi)傳播，持續(xù)時間足夠長，可以顯著影響能見度、熱結(jié)構(gòu)和大氣環(huán)流。

這樣的大沙塵暴通常是由遵循特定軌跡和顯示連貫發(fā)展歷史的沙塵暴序列引起。哈佛史密森天體物理中心天文學家Michael Battalio和Huiqun Wang分析了《火星每日全球地圖》(Mars Daily Global Maps)、《火星全球測量員》(Mars Global Surveyor)和火星勘測軌道飛行器(Mars Reconnaissance Orbiter instruments)拍攝的八幅火星年Aonia-Solis-Valles Marineris地區(qū)的風暴數(shù)據(jù)。

科學家之所以選擇這一地區(qū)，是因為它是火星南半球常規(guī)沙塵暴季節(jié)之外最重要的沙塵暴活動區(qū)域。天文學家發(fā)現(xiàn)，風暴序列可以分為兩組，證實了一個理論，即沙塵暴可以再生和維持自己。第一組覆蓋了大片區(qū)域，持續(xù)時間超過6天，而第二組覆蓋了更多的局部區(qū)域，持續(xù)時間更短。科學家們還發(fā)現(xiàn)了火星風暴活動中15至20天的明顯周期性，這可能與火星南半球能量傳輸機制中出現(xiàn)的周期性有關(guān)，南半球有一個25天的振蕩。

天文學家的結(jié)論是，這些結(jié)果可能有助于了解火星上塵埃活動的季節(jié)間變化，并呼吁進行進一步的研究，以便與地球上相應(yīng)的機制進行比較。利用8個火星年的火星日全球地圖數(shù)據(jù)，分析了Aonia-Solis-Valles Marineris (ASV)地區(qū)的沙塵暴活動。在Ls = 120°-180°期間，ASV區(qū)域內(nèi)的沙塵暴往往組織成沙塵暴序列，使得ASV成為南半球常規(guī)沙塵暴季節(jié)之外的重要風暴路徑。

在南方冬季后期，ASV地區(qū)受強時均風、天氣渦旋和潮汐風的共同影響。ASV沙塵暴序列可以增加背景粉塵的不透明度，有時對大尺度大氣熱結(jié)構(gòu)和行星波有較大影響。它們可以分為兩組，一組體型大，持續(xù)時間長；另一種體積小，持續(xù)時間短。風暴區(qū)時間序列在20 sols附近呈現(xiàn)偽周期性。這種周期性類似于渦旋動能和行波的周期性，也類似于地球大氣斜壓環(huán)型的周期性。

博科園｜研究/來自：哈佛史密森天體物理中心

參考期刊《Icarus》

DOI: 10.1016/j.icarus.2018.10.026

博科園｜科學、科技、科研、科普