火星氣候

火星氣候原圖鏈接來自 天文在線 的圖片

火星氣候是數個世紀的科學家感興趣的課題，因為火星是唯一可從地球觀測其表面細節的類地行星。

雖然火星質量只有地球的11%，距離太陽比地球遠50%，兩顆行星的氣候仍有明顯相似之處，例如極冠、季節變化和可觀測的天氣模式，因此吸引了行星科學家和氣候學家持續的研究。雖然火星的氣候類似地球，包括季節和周期性的冰河期，也有重要的差異，如沒有液態水（雖然存在水冰）和低得多的熱慣性。火星大氣層的大氣標高大約是11公里，比地球高60%。氣候和生命現在或過去是否曾經存在於火星上有很大的關聯性，並且因為 NASA 的量測指出火星南極冰蓋的升華增加，以致一些新聞媒體推測火星正經歷全球暖化的新聞而受到越來越多人感興趣。

早在17世紀早期人類就已使用地球表面的設備研究火星，但直到1960年代中期火星探測才開始對火星近距離觀測。飛掠和環繞探測器在火星大氣層之上觀測，並有數個登陸艇和火星車直接量測取得資料。先進的地球軌道望遠鏡今日仍持續提供一些有用的廣視野觀測以了解大範圍的氣象現象。

第一個火星飛掠任務是1965年的水手4號。快速的二日飛掠任務（1965年7月14至15日）提供了火星氣候有限而粗略的模式。之後的水手6號和水手7號提供了缺少的氣候基本訊息。之後真正取得火星氣候資料是開始於1975年的海盜號計劃和之後計劃，例如極為成功的火星全球探勘者號。

這些觀測工作已經有稱為火星大氣環流模式（Mars General Circulation Model, MGCM）的電腦模擬計算輔助。幾個不同的迭代模式增進了火星氣候模式有限度的了解。氣候模式在顯示大氣物理和小於影像分辨率的尺度上是受到限制的。它們也可能基於火星大氣機制和受到火星觀測資料品質以及時間和空間密度限制造成的不準確或不切實際假設。

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歷史上的氣候觀測

賈科莫·馬拉迪（Giancomo Miraldi）在1704年確定火星南極冰蓋的中心並非位於火星自轉極軸。之後在1719年的火星沖期間馬拉迪觀測了火星的南北極冰蓋和火星冰蓋的短時間變化。

威廉·赫歇爾在其1784年發表的一篇論文《On the remarkable appearances at the polar regions on the planet Mars, the inclination of its axis, the position of its poles, and its spheroidal figure; with a few hints relating to its real diameter and atmosphere》中首次推論火星的大氣層相當稀薄。論文中提到兩顆暗星在火星附近時，亮度未受到影響；赫歇爾因此正確推論出火星只有少量大氣層可以影響星光。

奧諾雷·弗洛熱爾格（Honore Flaugergues）於1809年發現了火星表面的「黃色雲」，這是首次觀測到火星沙塵暴的紀錄。弗洛熱爾格也於1813年觀測到了火星春季期間極地冰冠明顯的退縮。他因此錯誤推測火星氣候比地球溫暖。

火星的雲

火星的沙塵暴可以使細顆粒物質進入大氣層，並且細顆粒物質周圍環繞物質可促成雲的形成。這樣的雲可以在火星高層大氣形成，最高可達100公里。火星上的雲是非常稀薄的，只能在火星夜間雲反射太陽光和夜空形成對比時看到。在這方面這些雲相當類似於形成於高於 80 公里的地球中氣層的夜光雲。

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