火星が南の夏至に近づくにつれ、科学者と宇宙船は、砂嵐の新しい季節、数千平方マイル、さらには惑星全体を覆う可能性のある強力な風による塵の雲に備えています。
砂嵐を引き起こすものについてもっと知るために 火星、Space.comは、Aeolis Researchの大気科学者であり、塵旋風と風が火星の大気をどのように塵で満たすことができるかを調査する新しい研究の筆頭著者であるクレアニューマンと話をしました。
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Space.com： 砂嵐がどのように始まるかについて、私たちはどれだけ知っていますか？
ニューマン： 砂嵐について何時間も話すことができました！ 火星について私たちが抱えている大きな問題の1つは、大きな砂嵐がどのように始まるかということです。 それらに答えるために、私たちが知る必要がある本当に有用なことの1つは、最初にほこりが表面からどのように持ち上げられるかです。 知っておくべきもう1つの重要なことは、持ち上げる表面にどれだけのほこりがあるかです。 プロセスは非常によく理解できますが、特定の場所にどれだけのほこりがあるかを実際に知らないと、正確に推定することは非常に困難です。 次に、必要な3番目のことは、環境条件を説明する気象モデルを用意することです。 火星が特定の種類の砂嵐を起こしやすくする可能性のある特定の種類の大気波または圧力パターンが存在する可能性があります。
Space.com：モデルは何を教えてくれますか？
ニューマン： 公開しました 紙 （新しいタブで開きます） 2015年に同僚のマークリチャードソンと一緒に、砂嵐をモデル化しましたが、塵の量は制限されていました。 風が最も強い場所では、砂嵐が実際に発生するほどの塵が保持されていないことがわかりました。 しかし、平均的な風が吹く場所では、再堆積してから持ち上げるのに十分な時間があったため、そこからほこりが出入りしていました。
それから、ある地域で1回の嵐の間に完全にほこりがなくなり、翌年はそこにほこりがないために同じ嵐を発生させることができないなど、興味深いことがありました。3回かかる可能性があります。ほこりが元に戻り、その風のパターンが繰り返されるまで何年もかかります。 次に、季節の影響と土地の形状によって風がピークに達する場所、つまり山がどこにあるか、斜面がどこにあるか、氷冠がどこにあるかを考慮に入れる必要があります。 風が毎年正確に繰り返されるかどうかにかかわらず、風の変動の可能性もあります。 1つの小さな違いが大きなフィードバックを引き起こす可能性があるため、システムは少し混沌としているというこの概念があります。
Space.com： しかし、砂嵐の季節はある程度予測可能ではありませんか？
ニューマン： はい、通常は非常に再現性の高い嵐の軌跡があり、特定の場所で特定の時期に発生する特定の小さな嵐があります。 しかし、大嵐は通常、正確に同じ時間に発生するようには見えません。 ですから、ある意味、嵐がいつ発生するのか、どのように見えるのかという感覚はあると思いますが、違いがあるかもしれません。 たとえば、ある年は嵐が南に移動する可能性がありますが、翌年は圧力パターンの組み合わせによってブロックされているため、嵐は発生しません。 そしてその翌年、嵐が伝播することを可能にする別の組み合わせがあるかもしれません。 それらは本当に完全に理解するのが非常に難しく、さまざまな方法で攻撃することができます。 しかし、私たちがまだ持っていない情報はたくさんあります。
Space.com： 地球の砂漠地帯の砂嵐と火星の砂嵐の間に類似点はありますか？
ニューマン： 火星は、火星と比較していくつかの大きな違いがあります 地球：それははるかに薄い雰囲気を持っています、それはより寒くそしてそれはより低いです 重力。 火星は、塵の持ち上げと砂の動きに関する理論を試すのに最適な方法です。地球の砂漠で行われている理論と数十年にわたる風洞研究とフィールドワークに基づいた多くのアイデアがあるからです。
そして、それは良い質問です：それらは同じプロセスですか？ たとえば、火星は乾燥しているため、静電効果は火星に大きな影響を与えますか？ 地球上では、水はほこりがどれだけ持ち上げられるかを決める非常に重要な要素です。 砂嵐のサイズを制限し、地球規模の嵐の発生を防ぎます。これは、明らかに、海や湖、またはより植生の多い場所の上に塵が持ち上がることがないためです。 火星では、水はまだ要因ですか、それともそこにありますか ほんの少しの水 効果がないということですか？
火星の水：探査と証拠
Space.com：ほこりはどのように 火星の大気 惑星の気候に影響を与えますか？
ニューマン： ほこりが大気中にあるとき、それはから熱を吸収します 太陽。 火星の大気は非常に薄く、地球の100分の1の密度であるため、通常、地表に到達する太陽放射のほとんどは、吸収されずに宇宙に反射されます。 しかし、大気中に10倍以上のほこりを入れると、より多くの太陽放射を吸収します。 これにより、約25kmの中間大気が加熱されます。 [16 miles] 高い、摂氏40度になる可能性があります [72-degree-Fahrenheit] ほこりが日光を吸収しているので、表面にいる間、温度は下がります。 そして、夜になると、表面は大気よりも早く冷え、暖かいので、大気はその下の表面を暖め始めます。 そして、特に世界的な砂嵐の間に、大気循環を変える風と熱潮汐を駆動する巨大な温度勾配があります。
Space.com： 砂嵐との間に何らかの関係はありますか 火星は宇宙に水を失っている？
ニューマン： についていくつかの興味深い質問があります 砂嵐と水の損失率。 間に 2018グローバル [Mars] 嵐、より高い高度に引き上げられる水が大幅に増加しました。 砂嵐は、垂直風速の増加を引き起こし、その結果、塵が到達する高さを増加させます。これにより、より暖かく、より大きな上昇気流があるため、より多くの水蒸気をより高く輸送することができます。 したがって、砂嵐は水の損失率に大きな影響を及ぼします。
Space.com： 大気を暖めるほこりは宇宙船に危険をもたらす可能性がありますか？
ニューマン： ほこりが大気を加熱すると、大気は上向きに膨張します。これは、宇宙船の進入、降下、着陸の前にエアロブレーキをかける場合に考慮に入れる必要があります。 空気の密度や風の強さなど、すべてを気にする必要があります。 これらのことをよりよく理解することにより、砂嵐が発生する可能性があることを早期に警告することができます。 また、さまざまな着陸地点の気圧を測定することで、いつ熱潮が発生しているかを知ることができます。 そして、それは大気中にたくさんのほこりがあるためです、そしてそれで我々はそこでいくつかの早期の警告を与えることができます。 宇宙飛行士が地上にいる場合は、この情報を入手して隠蔽できると便利です。
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