Пыльная буря Марса может привести к новым открытиям погоды

30 June 2018

Марс переживает пыльную бурю в 15,8 миллиона квадратных миль, примерно в Северной и Южной Америке. Этот шторм не может быть хорошей новостью для NASA с солнечной энергией, но один профессор штата Пенн видит в этом возможность узнать больше о погоде в Марсиане.

Стивен Грейбуш, доцент кафедры метеорологии и атмосферных наук, а также профессорско-преподавательский состав Пеннского государственного института кибернетики, изучает численное прогнозирование погоды и погоду и климат Марса.

«Мы видим влияние этой бури на Opportunity, потому что она заставила ее закрыть», - сказал Грейбуш. «Возможность находится в центре бури».

Начиная с 13 июня НАСА не смогла связаться с Opportunity, и считается, что нехватка солнечного света заставила его приостановить операции по экономии энергии. Возможность, которая первоначально была запущена 7 июля 2003 года в рамках программы NASA Mars Exploration Rover, была разработана для поиска и характеристики горных пород и почв, которые держат ключ к прошлой активности воды на Марсе. Эти исследования могут дать исследователям ключевую информацию о возможности жизни на планете.

Вне заботы о ровере Грейбуш сказал, что наблюдения этих штормов предоставляют исследователям множество данных о погоде, позволяя им более точно моделировать атмосферные условия, а также приближаться к возможности прогнозировать погоду на Марс.

Знание погоды Марса также поможет в планировании будущих миссий НАСА, сказал Грейбуш.

«Если мы сможем узнать больше об атмосферных условиях Марса, мы сможем приземлиться в более интересных местах, таких как холмы и кратеры, а не плоская местность», - сказал Грейбуш.

Грейбуш работает над инструментом под названием «Система анализа реанимации ансамбля Марса» (EMARS). Система принимает измерения, полученные с орбитальных космических аппаратов, такие как температура или пыль, и объединяет информацию с компьютерными симуляциями, используя процесс, называемый ассимиляцией данных. EMARS создает последовательность карт ветров, температур, давлений и пыли с часовыми интервалами в течение шести марсианских лет. Год Марса - 687 земных дней.

Имея эту информацию, Грейбуш может следить за эволюцией пыльных бурь и отслеживать, как они растут от пылевой бури в местном масштабе до планетарного масштаба.

Наряду с отслеживанием штормов, Greybush может использовать EMARS, чтобы сравнить нынешнюю пыльную бурю с предыдущими штормами. Этот метод дает важную информацию о изменчивости моделей погоды Марса с течением времени.

Грейбуш надеется, что EMARS поможет другим исследователям в изучении планеты и поможет исследовать предсказуемость метеорологических систем и пыльных бурь. Говоря о путешествующих погодных системах, Марс имеет сезоны, системы давления и погодные фронты, подобно Земле.

Изучение этих пыльных бурь и погода на Марсе могут также помочь в изучении Земли. Грейбуш сказал, что метеорологические системы путешествий на средней широте на Марсе напоминают путешествующие погодные системы на средних широтах на Земле.

Хартзель Гиллеспи, аспирант по метеорологии, работающий с Грейбушем, изучает системы метеорологических путешествий на Марсе. Гиллеспи сказал, что существуют гипотезы о том, что ветры метеорологических систем могут вызвать образование этих пыльных бурь.

«Текущая марсианская пыльная буря станет интересным примером для этой гипотезы», - сказал Гиллеспи. «Было бы весьма интересно, если бы мы смогли в будущем показать, что эта пыльная буря была вызвана конкретной погодой».

Местные и региональные штормы происходят на Марсе ежегодно, но, по оценкам, глобальные штормы происходят один раз каждые три или четыре марсианских года, что составляет от шести до восьми лет Земли.

Глобальные штормы могут возникать от сильных ветров, поднимающих пыль с земли - иногда до высоты в 24 мили. Поскольку пыль переносится выше в атмосферу, она попадает в более быстрые ветры и может перемещаться по всей планете. Пыль может занять до нескольких недель.

«В северном полушарии начинается много штормов, а затем выгорает, так почему же этот северный шторм прошел мимо экватора и стал таким большим?» - спросил Грейбуш. «Последний глобальный шторм был в 2007 году. Каждый шторм уникален, и это дает новый пример для тематических исследований».

Марс - это планета, которая больше всего похожа на Землю, так как она имеет сходные характеристики и историю, но резкие различия, такие как характер ее экстремальной погоды, - это то, что исследователи стремятся понять.

«Люди спрашивают, почему мы изучаем погоду Марса, а простой ответ - научное любопытство», - сказал Грейбуш. «Мы хотим знать, какие штормы и погода на других планетах похожи. Или они разные? Эти пыльные бури дают нам данные и понимание этих процессов».