火星上的氣象秘密

王貞虎　周周

“火星赤道附近南半球，今日天氣晴朗，預料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，正是火星冬季末尾消然開春的時候，“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 。”

讀者一定會好奇，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。

這個小組的主要任務是分析由火星上傳回地球的氣象數據，對火星季節變化和天氣模式進行持續研究，這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關連。人類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的研究課題。

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，這時北半球正值冬季。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。

火星上的氣溫與地球也不同。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，夜晚會降到零下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，在沙地上常發生。當沙地上缺乏對流時，經陽光照耀而接近地面的空氣開始升溫，但由于上層空氣比較冷，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，就形成了塵卷風。

塵卷風在地球上的沙漠地帶比較常見，在火星上也常見，有時甚至會持續一個月之久，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十倍，風速快至每秒30公尺，甚至會轉成破壞力極強的龍卷風或沙塵暴。1971年，美國水手9號探測器就已經測到火星上的塵卷風，但當時人們對火星氣象還不太了解。

在托瑞博士的氣象預報中，還提到了火星上的天空是粉紅色。這又是為何呢？為什么不像地球的天空是藍色的呢？

原來，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，所以地球的天空是藍色的；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的天空。