火星可以说是沙漠行星。火星大气组成以二氧化碳为主(还含有2.7%氮气是怎么的、1.6%氩气、0.15%的氧气、0.03%的水汽),由于没有液态的水,且地表分布着沙丘和砾石。所以火星大气稀薄,沙尘悬浮其中,沙尘是火星大气的一个组成部分。
自从人类开始派遣各种各样的探测器去探测火星之后,火星的真实面貌越来越被人类所认识。通过测量,火星表面的平均大气压强仅为地球上大气压的1%,且随着高度的变化而变化。火星风速每秒达到180多米,相对于地球的12级台风。火星沙尘暴一旦刮起来可持续三个多月,从地球上望去,一片暗红色。
一架名为“MRO”的摄像机在2010年拍摄到长度超出了1000公里的火星云朵。火星上的大气非常稀薄,不该有如此大面积的“云”,它是什么呢?
实际上就是火星沙尘暴或“火星龙卷风”。它是由火星大气、灰尘、沙子共同组成,规模往往比龙卷风还要大得多,所到之处给火星留下了明显的观察到的痕迹。
火星沙尘暴是如何形成的?第一,是火星大气稀薄造成的。稀薄的大气,由于密度很低,火星大气容易流动或上升。第二,火星大气中含有大量的沙石,极少量的水分,使火星大气的比热容较小,在太阳的照射下,昼夜温差较大,易产生大气的流动。第三,稀薄的火星大气,“保温性能”差,无法像地球大气一样保持火星地表的温度。第四,昼夜温差大,会导致气体在火星赤道上升,在火星极地区域下沉,最终形成火星地表的大气环流。第五,火星大气稀薄,其吸收太阳风的能力较差,太阳的活动对火星沙尘暴的形成有推波助澜的作用。
火星沙尘暴是人类定居火星的最大威胁。近日,欧洲航天局的科学家对火星北极地域发生的八次沙尘暴的演变进行了跟踪,认为他们可能是未来定居火星所面临的最大问题。
根据欧洲航天局的说法,行星学家观察到了新风暴的出现和消失,这种风暴在消失之前持续数天。去年夏天,类似的风暴摧毁了机遇号火星探测器。报道称,火星在每年的5月下旬开始新的“风暴季”。研究人员发现了一个有趣的现象:靠近风暴眼的“火星云”瞬间就消失了。科学家们认为,可能是沙尘暴产生的大量热量,使构成“火星云”的成分迅速“蒸发”。
据此,科学家推测,火星上的环境,可能让人类在68天内就会死亡。很多火星上维持生命的技术,目前还很不成熟。
沙尘暴天气成因:
有利于产生大风或强风的天气形势,有利的沙、尘源分布和有利的空气不稳定条件是沙尘暴或强沙尘暴形成的主要原因。强风是沙尘暴产生的动力,沙、尘源是沙尘暴物质基础,不稳定的热力条件是利于风力加大、强对流发展,从而夹带更多的沙尘,并卷扬得更高。 除此之外,前期干旱少雨,天气变暖,气温回升,是沙尘暴形成的特殊的天气气候背景;地面冷锋前对流单体发展成云团或飑线是有利于沙尘暴发展并加强的中小尺度系统;有利于风速加大的地形条件即狭管作用,是沙尘暴形成的有利条件之一。 在极有利的大尺度环境、高空干冷急流和强垂直风速、风向切变及热力不稳定层结条件下,引起锋区附近中小尺度系统生成、发展,加剧了锋区前后的气压、温度梯度,形成了锋区前后的巨大压温梯度。在动量下传和梯度偏差风的共同作用下,使近地层风速陡升,掀起地表沙尘,形成沙尘暴或强沙尘暴天气。
沙尘暴的人为成因:
很久以来,干旱半干旱地区的生态环境也很脆弱,其植被极易破坏而难以恢复,再加上这些年来的毁林毁草,开荒、过度放牧等人为破坏活动,造成了土地沙化不断扩展,这就为扬沙浮尘的天气提供了主要的土沙物质。
沙尘暴就是这样形成的。