在這張「MAVEN號」宇宙飛船繪製的可視化圖中，藍實線代表火星上層大氣中的風，白虛線表示風環流的軌道路徑，白虛線下的紅線則指示了該地局部的風速和風向。
據美國「物理學組織」網站12月12日消息稱，在美國航天航空局（NASA）與馬裡蘭大學巴爾的摩分校（簡稱UMBC）、密西根大學（簡稱UMich）、喬治梅森大學（簡稱GMU）的研究人員共同完成的一項最新研究中，科學家們首次展示了位於距火星地表120至300千米的上層大氣中的全球風環流模式。相關研究成果於同日刊發在《科學》雜誌中。
與之前對地測量不同的是，這個發現基於對火星的實地觀察。最重要的是，採集所有這些觀測數據的宇宙飛船及儀器，原本並非用於收集關於風的數據。2016年，NASA戈達德太空飛行中心（Goddard Space Flight Center）的Mehdi Benna及其團隊向負責「火星大氣與揮發性演化」（MAVEN）項目的團隊提議，讓他們遠程重新編寫「MAVEN號」宇宙飛船及其天然氣與離子質譜儀（NGIMS）的程序，用以完成一個獨特的實驗——他們想希望看看這個儀器平時固定著的部分是否可以「像雨刷一樣快速地來回擺動」，進而讓這個工具能夠收集新數據。
從2016年到2018年的兩年時間裡，「MAVEN號」開始收集數據，每個月會積累兩天的觀測時長。一部分結果在意料之中，而另一部分則出人意料。Benna介紹道：「令人振奮的是，我們在火星高層大氣中觀察到的風環流模式與數據模型所預測到的結果在其全球範圍內是一致的。換句話說，我們推斷的物理機制是成立的。」總的來說，儘管火星上每個季節的正常環流模式都非常穩定，但其短期變異性比之前預期更強。Benna解釋道：「在火星上，典型的環流模式是穩定的，但是如果你在任意一個時間點拍一張環流狀態的快照，那麼風的參數的可變性是很高的。我們需要做更多的研究工作來弄清對立模式存在的原因。」
另外，研究結果還表明，在火星表面上空數百千米處的風仍然包含著關於山脈、峽谷和盆地等地表形態的信息。當氣團在這些地貌特徵上空流動時，「它會產生漣漪效應」，而且相關變化能夠被MAVEN和NGIMS探測和捕捉到。在地球上，我們也能在較低海拔地區發現類似的空氣波。我們很驚訝，在火星上，它竟能夠傳播到280千米高空。」
在未來，進一步的數據分析結果或幫助科學家弄清楚相同的基本物理過程是否也會在地球的上層大氣中發揮作用。Benna評價道：「有意思的是，我們不得不用火星的測量數據理解地球上的相同現象。這將幫助我們了解火星的氣候狀態以及演變情況。」
科界原創
編譯：朱明逸
審稿：西莫
責編：雷鑫宇
期刊來源： 《科學》
期刊編號： 0036-8075
原文連結：
https://phys.org/news/2019-12-scientists-mars-global-patterns.html
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