在地球上,云的形态和分布会随着时间变化,但我们对火星云的印象往往停留在“它很干,很冷,不会有太多云”。然而,阿联酋“希望号”探测器传回的最新成果告诉我们:火星的夜晚,其实比白天更“多云”。
这项研究由美国科罗拉多大学的萨缪尔·阿特伍德团队完成,他们分析了“希望号”近两火星年的观测数据,绘制出了第一张覆盖全天地方时的火星水冰云分布图。以往的探测器多在火星下午飞过观测点,因此夜间云况长期缺位;而“希望号”的高椭圆、低倾角轨道,可以在不同时间、不同纬度上空巡航,让科学家第一次看到了火星的“全天候云作息”。
结果很直观:夜间的平均云层厚度高于白天。在一昼夜中,清晨和傍晚是两个明显的高峰,中午最为稀薄。科学家用“光学厚度”这个指标来衡量云的“挡光”能力——数值越大,云越浓。数据显示,在火星的冷季(相当于地球的冬季时段),厚云往往会在赤道附近形成一条显著的云带,且在日出后最浓。傍晚时,低纬地区普遍云量增加;清晨的厚云则更多出现在塔尔西斯高原一带,那是火星上著名的巨型火山区,几座高耸的盾状火山可能在地形与气流的作用下催生了这些晨云。
这些数据来自“希望号”搭载的中红外光谱仪(EMIRS)。它通过观测云对红外辐射的吸收与散射,反推出云层的光学厚度分布。轨道设计与仪器能力的结合,让科学家能一次性拼出火星云的“24 小时全景图”。
这一成果不仅丰富了我们对火星水循环和大气动态的认识,还能帮助改进计算机大气模型,从而更准确地预测未来探测任务可能遇到的天气状况。接下来,研究团队计划把这份夜间云图与可见光观测、其他轨道器数据进行对比,并探讨冷季赤道云带增厚背后的原因。
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图为希望号拍摄的火星,可以看到火星上浅色的云。图源:Noora Rashed Alsaeed, UAE Space Agency
信源:Samuel A. Atwood et al, The Full Diurnal Cycle of Mars Water‐Ice Cloud Optical Depth in EMIRS Observations, Journal of Geophysical Research: Planets (2025). DOI: 10.1029/2025JE008961
