火星上的氣象秘密

王貞虎

“火星赤道附近南半球，今日天氣晴朗，預測是一個怡人溫暖的好天氣，日間氣溫在攝氏零下10度，夜晚會轉涼，預估降低至攝氏零下100度，今日無風，天空呈粉紅色。”

這是美國太空總署（NASA）的火星氣象預報員托瑞博士在2012年8月中旬向地球人做的火星氣象預報。美國太空總署太空船“好奇號”于當天降落在火星赤道附近的南半球上，開始了緊張的氣象預測。在地球上8月的時候，正是火星冬季末尾開春的時候，“好奇號”還進行了全年的火星氣象預測：“今年天氣特別暖，赤道附近白天竟然高達攝氏6度，夜間會降至零下70度。”

讀者肯定會好奇，火星上的晝夜溫差怎么這么大？太空飛行員解釋，這是因為火星的地殼很薄，不易將白天太陽照射得來的熱量保存的原因。

美國火星探測器“好奇號”于2012年8月6日登陸火星后，除了立刻拍下第一張彩色照片順利傳回地球外，也啟動了氣象站開始作業。托瑞是“好奇號”上面的氣象站的設計工程師之一，氣象探測小組由40多位工程師和科學家組成。

火星氣象臺設計完成，這個小組的任務主要是分析由火星上傳回地球的氣象數據，托瑞及隊友興奮地接受了這份新的挑戰，對火星季節變化和天氣模式的持續研究，是了解火星的一個重要環節，因為氣象和生物的生存有很大的關聯。探測火星的主要目的是想知道火星上過去和現在是否有生命存在，因此火星氣象一直是科學家感興趣探測研究的課題。

火星上的一年是地球上的687天，也就是說，大約地球上的兩年少一點。火星像地球一樣，有春夏秋冬四季，但是火星上的南半球冬天長而冷，北半球則稍微短一點，也不那么冷。比如說，火星上南半球的冬季是178.64天，正是北半球的夏季，而南半球的夏季有153.95天，這時北半球正是冬天，所以火星上南半球的冬天比北半球的冬天多出25天，如果以地球上的天數來換算，也就是要多過大約50天的冷日子。

火星上的氣溫，夏天中午在火星赤道一帶可達攝氏20度，而在兩極地帶會冷到攝氏零下153度；在中緯度地區，夏天中午可達攝氏0度，白天平均溫度攝氏零下50度，夜晚降到零下60度以下。

春天和夏天雖然天氣變暖，但是會有塵卷風。塵卷風也叫小塵暴，是小型氣流，在沙地上經常發生，當沙地上缺乏對流的時候，經陽光照耀而接近地面的空氣開始升溫，但因為上層空氣比較冷，暖氣受到阻擋而停留在地面，當有風動，或是某點升溫較快時，溫空氣便突破而旋轉上升，吸入周圍地表暖空氣，風速加快，卷起沙塵，就是塵卷風了。

塵卷風在地球上的沙漠地帶常見，在火星上也常見，有時甚至持續一個月之久，比地球上的更大更強烈，地球上的塵卷風大約寬數公尺，高數十公尺，而火星上的則可能大到10倍，風速快至每秒30公尺，當升溫而變得更大時，會轉成破壞力極強的龍卷風或沙塵暴，不可輕視。1971年美國水手9號探測器已能測到火星上的塵卷風，但是當時不了解火星氣象，后來由逐次探測任務傳回來的資料才開始了解的。

托瑞博士的氣象預報說火星上的天空是粉紅色，為什么不是地球的天空這樣的藍色？地球和火星的天空顏色是由于太陽光通過大氣層的衍射，地球大氣中的氮和氧分子會有效地反映藍、綠，及棕色的光線；而火星的空氣非常薄，火星上有豐富的紅棕色的氧化鐵，它們的塵埃顆粒在沙塵暴后仍然懸浮在空氣中久不散去，所以看起來是粉紅微帶棕色。

這座氣象站上有二根像手指頭一般大的探針，它們像蝸牛的二只角一樣，由化學雷射照相機上伸出來，它們會測風速、風向、氣壓、濕度和氣溫。好奇心使我們探測火星，這座氣象站的建立，替我們解開了許多以前不知道的現象，使我們對火星有了進一步的了解。