2.6亿公里外,火星冬天什么样?火星大陆真实影像,荒凉孤寂!

2022年7月21日火星北半球迎来冬至 , 北半球最冷的时刻!中国刚过冬季为什么要讨论这么寒冷的问题?!别忘了 , 中国祝融号火星车还在火星北半球乌托邦平原南部探索呢!知己知彼应对困难时 , 才能游刃有余 。 所以 , 火星上的冬天是什么样的?能冷到什么程度?火星的冬天会下雪吗?
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先让我们看看火星的大致情况 , 火星表面平均气温-63摄氏度 , 由于火星大气稀薄 , 几乎不能保存热量 , 所以地表日夜温差大 , 从几十度到一百多度之间剧烈变化 。 这种温度变化 , 随着季节更替尤为明显:夏季火星赤道温度最高可达35度 , 这和我们熟知的地球夏天没什么区别!而到了冬天 , 火星两极温度可低至-130度 。 相比之下 , 这个数值比地球的“冰窟窿” , 南极创造的地球寒冷极值-93.2度 , 还要冷酷几分 。 幸好火星北半球的春夏季比秋冬季长75个火星日 , 这才让祝融号好过一点 。
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此外 , 火星秋冬季的魔鬼尘埃风暴也十分吓人 , 动不动就席卷整个火星 , 时间长达3~6月 。 特大风暴 , 风速能达到180米/秒 , 是地球上五级飓风风速的2.6倍 。
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这是着陆纬度更高的美国维京2号 , 1979年5月传回的乌托邦平原北部的霜冻图像 。 现在火星上的太阳经度为203.4° 。 太阳经度 , 即火星上的太阳直射角度 , 简写为Ls , 是我们划分火星四季的方式 。
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因为火星公转轨道是椭圆形的 , 所以轨道上有近日点和远日点 。 当火星在远日点(Ls=70°)附近移动时 , 正值北半球的夏天 , 运移速度比较慢;在近日点(Ls=250°)附近移动时 , 正值北半球的冬天 , 运行速度比较快 。 火星上的季节变化非常大 , 其自传倾角为25.2° , 接近地球目前的23.5°倾角 。 季节变化会导致天气、地表温度甚至火星表面冰物质分布的变化 。 太阳经度203.4°火星北半球正处于秋末冬出 , 而南半球处于春末夏初 。
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火星极冠夏季少冬季多 , 就像地球北极冠一样 。 火星北半球夏季的北极冰冠 , 年复一年面积大致保持一致 。 火星北极冠主要由水冰组成 , 夹杂着一些沙尘层 。 其中间最厚处约为2公里 , 与南极冰盖平均厚度相当 。 其残留冰盖面积几乎是法国的两倍 , 体积约为格陵兰冰盖的一半 。 然而 , 在北半球的冬季 , 随着季节性极冠的形成 , 冰盖的面积范围发生了巨大变化 。 当大气中的二氧化碳和水蒸气以霜的形式凝结到火星表面时 , 就会形成季节性的冰冠 。 北极季节性冰冠会向南延伸至北纬53°附近 。 根据纬度不同 , 霜层厚度可达一米 , 这对于高纬度探测器来说是个严峻考验 。
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在火星北半球的冬天 , 北极冰盖位于极夜中 , 所以直到初春我们才能从卫星图片上看到它 。 并且北极冠大部分时间被一层厚厚的云层笼罩着 , 这层云被称为北极罩 。 “北极罩”是由每年夏末的一系列风暴形成的 , 并持续到仲冬(冬季第二个月) 。 它很明显 , 甚至可以通过普通天文望远镜看到 。
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2.6亿公里外,火星冬天什么样?火星大陆真实影像,荒凉孤寂!】这是2018年7月中旬(北半球秋季)哈勃太空望远镜拍摄的火星视图 , 顶部有清晰可见的北极罩 , 就像火星带了一顶小白帽 。 一旦极冠在早春冒头 , 我们就能从轨道器拍摄的图像中看到它 。
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1970年末和2007年 , 维京2号和凤凰号着陆器分别访问了火星北部平原 。 维京2号的着陆点位于北纬48°的乌托邦平原北部 , 测得的冬季最低气温低至-120摄氏度 。 凤凰号着陆点位于北纬68° , 这里即便在夏天也很冷 , 以至于每晚都会在火星表面形成霜冻 。 凤凰号记录的最低气温是-98摄氏度 , 它还记录到火星北极罩有降雪现象 , 只是雪花在半空中就升华了 。 时间来到北半球的秋天 , 北极罩的增厚云层阻挡了阳光 , 使其无法正常充电 , 这导致凤凰号最终被“冻死” 。 通过火星轨道卫星收集的火星数据表明 , 火星两极在冬季可能会出现低至-130摄氏度的极端低温 。