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?

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。

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。

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。

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。

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。

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。

火星大气含水量低,湿度极低,所以它的冬天即干燥又寒冷。有点像我们所说的寒风嗖嗖嗖的那种感觉。虽然我们通常将“沙漠”视为像撒哈拉沙漠这种炎热的地方,但这个词也可以指很少下雪或降雨的寒冷极地,例如南极干谷或加拿大的德文岛。火星上的条件就属于“寒冷的极地沙漠”。

我们可能看过这样的文章。在特定的日子里,加拿大或西伯利亚,它们是如何比火星上更冷的!但这些故事通常只是参考了好奇号火星车的温度数据,它的降落地点位于火星赤道往南一点,那里的温度类比地球的热带。这些消息经常拿火星南半球的夏季与加拿大或西伯利亚的冬季相比,很显然火星的温度是相对“温暖”的。然而,如果在火星和地球相同的温度下,我们会感觉火星上更暖和些。因为皮肤接触空气对流占身体热量流失的10-15%。空气越稠密,这个过程就越显著,反之亦然。这就是为什么在寒冷的冬天,当湿度很高时,你会感觉更冷。这也是天气预报中“感觉”温度时通常会考虑到湿度的原因。所以在极低湿度和极稀薄大气的条件下,火星要比地球相同温度暖和些。

祝融号降落在火星东经109.9°,北纬25.1°,这里已经入冬。虽说靠近赤道,但冬天的昼夜温差也达百度。祝融号能否抗住火星严酷的寒冬生存下来?能否战胜火星魔鬼尘埃沙尘暴?我们会出视频详解,敬请期待!