火星全球沙尘暴在南方提前结束了冬天


左图是晴朗条件下的火星,右图是2018年全球沙尘暴期间的火星。归功于NASA, ESA, STScl。

2018年吞没火星的一场沙尘暴摧毁了火星南极周围的冷空气漩涡,给南半球带来了早春。

相比之下,这场风暴只对北半球的极地涡旋造成了轻微的扭曲,没有显著的季节变化。开放大学科学、技术、工程和数学学院的Paul Streeter博士将在今天(7月23日)的虚拟国家天文学会议(NAM 2021)上介绍这项工作。

在2018年6月初的两周时间里,局部尘暴结合并扩散,形成了一层无法穿透的尘埃,几乎覆盖了整个星球的表面。全球尘暴与火星的春分同时发生,一直持续到9月中旬,对美国宇航局的太阳能动力“机遇号”探测器来说是致命的。

斯特里特和他的同事们从开放大学,美国国家航空航天局和俄罗斯科学院检查事件的影响在火星大气结合火星全球气候模型与观测数据来自欧洲航天局/俄罗斯宇航局天外火星微量气体探测器和美国宇航局的火星勘测轨道飞行器任务。

斯特里特博士说:“这是一个绝佳的机会来研究全球沙尘暴如何影响火星两极的大气,那里在冬天被强大的气流包围。”自2007年的上一次全球风暴以来,几个新的任务和仪器已经抵达火星轨道,所以2018年的事件是迄今为止观测最多的。”

此前的研究表明,大气中大量的灰尘会对极地气温和风力产生重大影响。冬季极地的涡旋也影响温度和空气、尘埃、水和化学物质的运输,所以它们的破坏可能意味着火星大气的重大变化。

该团队发现,2018年风暴在每个半球中的效果深刻地不同。在南极,涡旋几乎被摧毁,温度上升和风速急剧下降。虽然由于春天的发作,漩涡可能已经开始腐烂,但尘埃风暴似乎在最早结束时对冬季进行了决定性作用。

相比之下,北极涡旋保持稳定,秋季的开始遵循其通常的模式。然而,通常是椭圆形的北部涡旋被风暴改变,变得更加对称。研究人员认为,这与大气中的高粉尘含量抑制了北半球极端地形造成的大气波动有关。北半球的火山高度是珠穆朗玛峰的两倍,火山口深度相当于陆地山脉。

斯特里特博士补充说:“由于涡旋减弱,春分时的全球沙尘暴可能会增强向南极的运输,而更强大的北方涡旋则继续充当有效的屏障。”如果这种全球沙尘暴的模式在火星保持这种特殊的轴向倾斜的数千年过程中保持下去,它将对灰尘如何沉积在北极和南极以及我们对地球气候历史的理解产生影响。”

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