近日，我國北方多地出現沙塵天氣，網友調侃好像登陸火星了。

上圖為3月28日拍攝的沙塵天氣下的甯夏銀川市閱海公園；下圖為2019年11月2日拍攝的甯夏銀川市閱海公園。

《銀翼殺手2049》電影海報中火星場景

為什麼說近日的沙塵天氣像火星天氣？

火星也有沙塵暴麼？

火星的沙塵暴有點猛

火星不僅有沙塵暴，沙塵暴還有點猛呢！

當人們描述自己的家鄉時，首先想到的常常是天氣，比如那句頗有些知名度的“俺家鄉的風一年刮兩次，一次刮半年”。

如果你要問“火星人”對他們家鄉——這顆紅色星球的感受，得到的回答很可能是“Mars的沙塵暴不分南北半球，刮起來全球都是滾滾紅塵”。

圖為火星沙塵暴

當1971年人類首個火星探測器“水手9号”到達火星軌道後，發現火星上正在上演全球性沙塵暴。通過長期的觀測發現，火星平均每3個火星年、也就是5.5個地球年，就會發生一場全球性的強沙塵暴，持續時間可長達數月。

2007年6月，美國“機遇号”火星車拍攝的照片顯示，在着陸的第1205、1220、1225、1233、1235個火星日，全球性沙塵暴肆虐火星，漫天“紅沙”遮蔽了太陽，能見度極差，最嚴重時超過99%的太陽光被阻擋，而“機遇号”自己也因太陽能電池闆被沙塵覆蓋，無法獲取足夠的太陽能供電而進入休眠狀态。

“機遇号”拍攝的火星沙塵暴。

火星的沙塵天氣來得急，規模也大。由于25.2度的自轉軸傾角和比地球大得多的軌道離心率，使得火星南半球進入夏季時氣溫變化非常明顯，這就為全球大氣運動提供了動力，一旦刮起風來，其規模将由相當于從我國一個省的面積快速蔓延至整個大洲，并最終形成全球風暴。

火星的沙塵暴究竟有多強？直接吹到了地球！！！

美國宇航局（NASA）的朱諾探測器（Juno）意外發現一個奇怪的現象：從火星吹出的塵埃一片接一片地快速向太陽系内部移動，地球也“未能幸免”，其中一些也落在了地球上。

科學家以前知道太陽周圍有很多塵埃雲圍繞着，推測它們來自遙遠的小行星，緩慢地漏進太陽系内圍區域。

3月9日發表于《地球物理研究：行星》期刊的研究指出，使用朱諾探測器上的相機追蹤這些沙塵暴的分布和路徑，發現它們其實來自火星，其中一部分也進入了地球的大氣層。這些塵埃不斷累積在探測器的太陽能闆上，沙子“盛滿”後漏出。

預計今年5月至6月，我國首個火星探測器“天問一号”将登陸火星，而現在的它正在環火星大橢圓軌道上停駐飛行，對火星進行全方位拍照并開展空間探測工作。“天問一号”也在等待着一個着陸“最佳時機”——包括适宜的火星天氣。

火星“殘存”的天氣

太陽風

火星的空間環境和内部地質條件經過數十億年的複雜變化，造就了其極弱的磁場條件，從而使得太陽風可以肆無忌憚地吹裂和撕扯火星的大氣層，氣體微粒被吹得“遠走”宇宙。

大氣

與地球相比，火星周圍的大氣極為稀薄，而空氣壓強更是不足地球的1%。也就是說，火星上大氣的運動非常弱，也沒有水汽的參與，和地球相比，幾乎談不上有天氣。

風

大氣越是稀薄，相同體積内的氣體分子或原子就越少，想要通過氣體微粒的移動來制造足夠強的風就越是困難。根據以往登陸火星探測器獲取的數據，火星上的風速可以達到96千米/小時，換算之後得出的數值是26米/秒，在地球的“風力等級表”中對應10級，能達到“拔樹倒屋”的破壞力。不過要注意，這是火星上的10級風，其破壞力大概隻與地球上的4~5級風差不多。

這樣的風當然不足以對“天問一号”造成大的影響，但卻能帶動火星地表紅色的沙塵飛離地面，而沙塵卻是個麻煩制造者。

沙塵暴對“天問一号”的危害

與地球相比，火星上的沙塵暴可不是戴個口罩再配個防塵眼鏡就能應對的。因為長期幹燥無水，火星的沙塵都是極為細碎的粉末，再加上較低的引力，隻要有一點兒風，沙塵就會飛得到處都是；而且沙塵飛起來容易、落下來難。如果形成大範圍沙塵暴，将會給火星探測器的降落以及地面探測任務造成影響。

圖為天問一号

“天問一号”的下降登陸階段是完全自主控制完成的，減速過程需要借助減速傘來完成，一旦風沙過大将導緻探測器的飛行姿态發生計劃外的變化，從而影響減速效果。另一方面，也是更加重要的，探測器在到達一定高度時會通過地面的地形地貌與自身存儲的着陸區域進行比對，也就是說，能否看清地面在很大程度上決定着導航下降階段的成敗。如果沙塵造成能見度條件差，無法獲取準确的地面信息，将對後續登陸環節造成較大影響。而最後的懸停避障環節同樣面臨這一問題。

圖為天問一号着陸平台和火星車效果圖

如果沙塵暴是在探測器登陸後才刮起來的，那麼這些細如面粉的火星飛塵将覆蓋太陽能電池闆和科學儀器，在增加設備故障率的同時極大地削弱能源供給，這對于“天問一号”的地面探測任務影響非常大。

“天問一号”的預定降落地點在火星北半球的烏托邦平原，今年的五六月正是這一地區的初夏時節，也是天氣條件最佳的時間段。

讓我們一起期待它的完美着陸。

審核：崔國輝

作者：國家衛星氣象中心 韓大洋

來源： 中國氣象

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