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地球盛夏,火星却在过冬至?火星上的天气究竟是啥样?


‍东升西落,寒来暑往
火星迎来一年最冷时节

这颗被称为“小地球”的

火红色星球火星

与地球有许多相似之处

有东升西落

有寒来暑往


图/人民网


7月21日,“祝融号”火星车

所在的火星北半球

迎来了冬至

即将进入一年最冷的时节

 

而此时地球的北半球

正值一年中最热的“大暑”

两相对照

可以说是“冰火两重天”

 

火星为什么也会有冬至?

火星上的天气什么样?

一起看看吧~


01 火星上为何也会有冬至?


冬至中的“至”是极致的意思,除了是中国传统节气之外,也是一种天文现象,北半球在冬至这一天白天是全年中最短的一天,夜晚是最长的一天。因此火星上有冬至也就不奇怪了。



图/央视新闻


今年7月21日,火星迎来冬至。那么火星冬至到来的标志是什么?中科院紫金山天文台科普主管王科超介绍,像地球一样,火星既会“倾斜着身子”自转,也围绕太阳公转。火星的自转轴倾角是25.19度,这使得在一个轨道周期当中,太阳的直射点也是在南北纬25.19度之间来回移动。火星和地球一样,也存在昼夜交替和四季变化,当太阳直射火星最南端,即南纬25.19度的时候,就是火星的冬至。
同理火星上也存在夏至,太阳直射火星的位置到达一年的最北端时,就是火星上的夏至。

图/中国国家航天局
火星的自转周期为24小时37分22.7秒,与地球十分接近。但火星年的长度,却比地球年的长度漫长得多。据悉,火星的一年(即火星公转一周)差不多等于地球上的687天,也就是说在火星上,每个季节相当于地球上的6个月,每个季节大概都要比地球上的长一倍。火星的上一次冬至是2020年9月2日,这次则是2022年7月21日。
火星绕太阳公转的椭圆轨道比地球的偏心率更大,因此火星南北半球的四季差异更加显著。

02 火星上的天气如何?


温度
火星四季的温度也和地球有较大区别。王科超说,火星到太阳的距离是日地距离的1.52倍,接收到太阳辐射能量更少,只有地球的43%,因此火星上的每个季节,都比地球上更加寒冷。
不似地球寒来暑往,火星的四季基本都是寒冷干燥的。火星表面平均温度为-46℃,在不同的季节和时刻,其温度也会发生较大变化。比如,今年5月火星北半球进入冬季,夜晚最低温度甚至降到-100℃以下。在赤道的夏季中午最高温度为35℃。
火星大气非常稀薄,其表面大气压不足地球的1%,再加上火星到太阳的距离更远,导致火星的地表平均温度远远低于地球。
太阳风
火星的空间环境和内部地质条件经过数十亿年的复杂变化,造就了其极弱的磁场条件,从而使得太阳风可以肆无忌惮地吹裂和撕扯火星的大气层,气体微粒被吹得“远走”宇宙。
大气
火星的大气成分与地球迥异。地球大气层的氧含量约为21%,相比之下,火星大气中的气体主要是二氧化碳(96%),氧含量只占0.13%。火星上大气的运动非常弱,也没有水汽的参与,和地球相比,几乎谈不上有天气。

大气越是稀薄,相同体积内的气体分子或原子就越少,想要通过气体微粒的移动来制造足够强的风就越是困难。根据以往登陆火星探测器获取的数据,火星上的风速可以达到96千米/小时,换算之后得出的数值是26米/秒,在地球的“风力等级表”中对应10级,能达到“拔树倒屋”的破坏力。不过要注意,这是火星上的10级风,其破坏力大概只与地球上的4~5级风差不多。
沙尘暴
当火星北半球进入冬季时,火星正运行到近日点附近,太阳辐射强度更大,此时火星南半球正处夏季,两个半球形成的温差更大,容易在火星全球引发沙尘暴,时间可持续3个月以上。王科超说,特大风暴时,火星风速能达到180米每秒,是地球上五级飓风风速的2.6倍。不过火星表面的气压只有600多帕,不足地球表面气压的1%,因此这样高速的风暴,也仅能扬起微小的沙尘,远不及地球上的沙尘暴。
图/人民网

03 “天问一号”

如何探测预报火星天气?


在火星探测活动中,“火星气象探测”是一项重要任务。火星气象站是火星着陆任务的常备组件,如今正在火星表面工作的“好奇号”火星车、“洞察号”着陆器、“毅力号”火星车,都在长期记录和播报所在地的气象数据。
气象站可以通过长期观测火星车附近的气温、气压、风速、风向等气象参数,为我们了解火星的气象状况,追溯火星的气候变化历史积累数据。
“祝融号”火星车自2021年5月15日成功实现火星着陆,驶上火星表面以来,向南行驶开展巡视探测,导航地形相机每日对沿途地貌进行成像,行进中次表层雷达、气象测量仪、火星磁强计开机探测,途中遇到岩石、沙丘等特殊地貌时,利用表面成分探测仪、多光谱相机等开展定点探测。“祝融号”的加入,会让火星气象监测网新增一个移动站点。


图/人民日报

2021年,NASA尝试发布了第一份火星天气预报。未来,我们也有望根据“祝融号”监测的气象数据,来制作火星天气预报!我们可能每天都会收到这样一份火星天气预报:

今日最高温度为-16℃

最低温度为-73℃

平均大气压823Pa

紫外线辐射水平居中,

春光明媚,欢迎光临火星。

得知火星上开启冬至后

网友纷纷慨叹“这个冬至不一般”

更有热心网友为“祝融号”发来了菜单

↓↓↓


来源 | 中国气象局气象宣传与科普中心(中国气象报社)

编辑 | 中国气象局气象宣传与科普中心(中国气象报社)全媒体记者 王婉


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