火星大气与地球大气比较
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火星的大气层构成和地球对比火星是太阳系中离地球最近的行星之一,其大气层的构成和地球相比有很大的不同。
火星的大气层主要由二氧化碳(CO2)组成,而地球的大气层则主要由氮气(N2)、氧气(O2)和少量的二氧化碳组成。
下面将详细介绍火星的大气层构成,并与地球进行对比。
火星的大气层主要由二氧化碳组成,占据了95%以上的比例。
其他气体包括氮气(约2.7%)、氩气(约1.6%)和微量的氧气(约0.13%)。
相比之下,地球的大气层主要由氮气(约78%)和氧气(约21%)组成,其余为稀有气体、水蒸气和其他气体。
火星的大气层比地球稀薄得多,其平均气压约为地球的0.6%。
这是因为火星的质量较小,引力无法将大气层紧密地保留在行星表面上。
此外,火星的大气层中的二氧化碳含量较高,而地球的大气层中的氮气和氧气含量较高。
关于温度,火星的大气层温度在不同高度呈现出较大的变化。
火星表面的平均温度约为-63℃,远低于地球的平均温度。
火星大气层中最高温度可达到20℃以上,最低温度可降至-125℃左右。
地球的大气层温度随高度的变化较为稳定,从地球表面开始逐渐降低。
火星的大气层也存在季节性的变化。
随着火星公转轨道的改变,太阳辐射量和季节变化导致火星大气层中发生明显的变化。
尤其是在火星南北半球上,大气层中的二氧化碳会形成冰帽,出现季节性冰川。
这是因为火星的大气层无法保持水蒸气的稳定存在,而二氧化碳可以在极地区域以固态形式存在。
与火星相比,地球的大气层中水蒸气的含量更高。
水蒸气在地球大气层中起到重要的温室效应作用,能够吸收和释放地球表面的热量,维持地球的气候。
然而,由于火星大气层中水蒸气非常稀少,火星的温室效应较弱,导致其表面温度更低。
另一个值得对比的是,地球的大气层能够阻挡太阳辐射中的大部分紫外线和高能辐射,起到保护生物和环境的作用。
而火星的大气层则较薄,其保护能力更弱。
这也是为何火星上的生命存在条件相对较为艰苦的原因之一。
总结起来,火星的大气层与地球有许多不同之处。
火星上的环境特点
火星是太阳系中离地球第二近的行星,它的环境特点与地球有很大的不同。
以下是火星上的环境特点:
1. 大气层稀薄:火星的大气层比地球稀薄得多,只有地球大气层的1%左右。
这也导致火星的气压只有地球的1/100,因此人类无法在火星上进行自由呼吸。
2. 温度极端:火星的表面温度极端,白天的最高温度可达20摄氏度,而晚上的温度则可降至-80摄氏度。
这是因为火星没有大气层来保持温度平衡。
3. 表面特征丰富:火星表面有许多山脉、山丘、峡谷、火山、撞击坑等地貌特征,因为火星有许多地震和风暴,这些地貌特征在很长时间里都没有发生改变。
4. 液态水稀少:火星上的温度和气压不能支持液态水的存在,但一些研究表明,火星上的极地可能有一些液态水存在。
5. 辐射强烈:火星表面没有地球上的磁场和臭氧层,所以火星上的辐射比地球强烈得多,这对人类探测和居住火星造成了极大的挑战。
总之,火星的环境特点非常独特,人类在探索火星的过程中需要采取各种措施来适应和应对这些特点。
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火星资料简介火星,是太阳系中最接近地球的行星之一,也是人类最有可能在未来进行探索和居住的目标。
它以红色的外貌而闻名,经常被称为“红色之星”。
火星作为一个令人着迷的天体,一直吸引着科学家们的关注。
本文将对火星的一些基本信息和最新发现进行简要介绍。
首先,火星的物理特征是人们研究的重点之一。
它位于太阳系内的第四个行星,也是地球的近邻。
火星的直径大约是地球的一半左右,它的表面被大量的火山、峡谷和撞击坑所覆盖。
与地球上的大洲相似,火星上也有类似于洲和岛屿的地貌特征。
最显著的地貌特征之一是巨大的火山山脉,其中包括奥林帕斯山,它是太阳系中最高的火山。
火星的大气层也是科学家们感兴趣的研究对象。
相比地球的大气厚度,火星的大气比较稀薄,主要由二氧化碳组成。
它的厚度只有地球大气层的1%,因此火星上的气压很低。
火星上的气候也非常极端,表现为极度的干燥和极低的温度。
火星的平均温度约为零下80摄氏度,最高温度也只有零下10摄氏度左右。
关于火星是否有液态水存在的问题,一直以来都备受争议。
然而,最近几年来的研究表明,在火星表面上可以找到液态水。
科学家们通过在火星南极附近进行的实地观察和探测,发现了大量的冰冻水存在。
此外,还有证据表明,在火星的某些地区可能存在地下水。
这些发现为火星上是否存在生命提供了新的线索。
探测火星的任务一直是国际航天机构的重点任务之一。
目前为止,已经有多个国家的航天器飞往火星进行探测。
最具有代表性的是美国的“背水一战”、“机遇号”和“好奇号”等探测器。
这些探测器通过对火星的表面进行详细的勘测和采样,提供了大量的有关火星的信息。
此外,最近中国也成功地发射了“天问一号”探测器,进一步加深了对火星的认识。
最近的一项重要发现是关于火星上可能存在生命的证据。
科学家们对“好奇号”探测器传回的数据进行了仔细分析,发现了有机分子和甲烷等复杂化合物的存在。
这些化合物是地球上生命存在的关键成分,因此推测火星上可能有微生物或其他形式的生命存在。
火星与地球的比较分析地球和火星是太阳系中最为独特的两颗行星之一。
它们之间的比较分析涵盖了多个方面,包括物理特征、大气环境、地质构造以及人类探索的可能性。
通过对这两颗行星的深入探讨,我们能够更好地理解地球在宇宙中的定位,并探讨未来在太空探索领域的潜力。
**一、物理特征比较**地球是一颗多样化的行星,拥有广阔的陆地和海洋,以及多样的生态系统。
其直径约为12,742公里,拥有丰富的生命迹象。
相比之下,火星是一颗更小、更干燥的行星,其直径约为6,779公里。
火星表面有大片沙漠和峡谷,但没有大规模的液态水存在。
地球的大气层主要由氮气和氧气组成,这为生物提供了氧气呼吸的条件。
火星的大气稀薄,主要由二氧化碳组成,缺乏氧气,这使得人类在火星上的呼吸成为一项挑战。
**二、大气环境比较**地球的大气层扮演着保护地球免受宇宙射线和太阳辐射的角色,同时也温暖了行星表面。
火星的大气非常稀薄,无法提供足够的保护,使其表面更容易受到宇宙射线的侵害。
地球的大气层还通过温室效应维持了适宜的温度范围,确保液态水存在。
火星的温室效应相对较弱,导致其表面温度较低,使水冰化为液态水的机会相对较少。
**三、地质构造比较**地球拥有丰富的地质活动,包括板块运动、火山喷发和地震。
这些活动塑造了地球的地形,并为生命的演化提供了可能。
火星也有地质迹象,如巨大的峡谷和死火山,但其地质活动相对较为稳定。
地球上存在大规模的液态水体,如海洋和湖泊,这些水体为生态系统提供了支持。
火星的水主要以冰的形式存在,分布较为有限。
**四、人类探索与居住的可能性**地球是唯一已知能够支持生命的行星。
人类在地球上繁衍生息,利用其资源来满足需求。
然而,随着地球资源的有限性和气候变化的威胁,人类开始探讨在其他行星上居住的可能性。
火星成为了最有潜力的选项之一。
不断发展的太空技术使人类能够考虑在火星上建立永久居住地。
尽管火星表面的条件极其苛刻,但科学家和工程师正在积极研究如何克服挑战,包括提供氧气、水和食物。
火星大气与地球大气的异同及其热力动力差异分析行星大气是包裹着行星体的中性气体和电离气体的总称。
火星,是太阳系八大行星之一,体积只有地球的0.15,质量只有地球的1/9,火星上也有四季变化,由于它绕太阳运行一周约687天(地球时),故每季的长度约为地球上两倍[1-3]。
1958年7月14日,美国水手4号空间探测器飞越火星,首次向地球传回近距离拍摄的火星图片。
1955年9月18日,美国全国地理学会和洛厄尔天文台的天文学家报告说,在火星上有一块相当于得克萨斯州大小的区域变成草绿色,进一步使人相信地球外存在生命形式的理论。
本文就火星与地球有关大气的异同和热力动力差异,在大气成分、大气结构等六个方面进行比较分析:1、大气成分火星大气层很薄,大气密度只有地球的大约1%,表面平均气压只有6毫巴(约为地球的0.6%),火星的那层薄薄的大气主要是由余留下的二氧化碳(95.3%)加上氮气(2.7%)、氩气(1.6%)和微量的氧气(0.15%)和水汽(0.03%)组成的。
火星表面的平均大气压强仅为大约6毫巴(比地球上的1%还小),但它随着高度的变化而变化,在盆地的最深处可高达9毫巴,而在奥林匹斯山脉的顶端却只有1毫巴。
但是它也足以支持偶尔整月席卷整颗行星的飓风和大风暴。
非常干燥,温度低,地表温度白天可达28℃,夜晚可低至-132℃,平均-57℃,水和二氧化碳易冻结。
在火星的早期,火星大气主要成分是二氧化碳,行星学家们发现,火星上存在着很多方柱石微粒尘埃,方柱石晶体的主要成分是碳酸盐,而碳酸盐正是二氧化碳气体的稳定来源。
像地球一样,火星上几乎所有的二氧化碳都被转化为含碳的岩石。
但由于缺少地球的板块运动,火星无法使二氧化碳再次循环到它的大气中,从而无法产生意义重大的温室效应。
因此,即使把它拉到与地球距太阳同等距离的位置,火星表面的温度仍比地球上的冷得多。
两者都存在水的形态,不同的是地球上有的是丰富的液态水,它是生命的源泉,而火星上只发现在大气中含有微量的水蒸气[4]。
火星大气层的组成与特点火星,作为地球的近邻行星之一,一直以来都备受地球科学家的关注。
它的大气层构成和特点对于我们了解火星的表面环境和可能的适居性具有重要意义。
本文将探讨火星大气层的组成以及与地球相比的特点。
一、火星大气层的组成火星的大气层主要由二氧化碳(CO2)组成,占据了大气层约95%的成分。
此外,火星的大气层中也存在少量的氮气(N2)和氧气(O2),占总体成分的0.13%和0.03%。
与地球相比,火星大气层中的氢气(H2)和氩气(Ar)的含量明显较高,分别占据总体成分的2.7%和1.6%。
火星大气层中的水蒸气(H2O)也是一个重要成分。
尽管火星是一个干燥的行星,但科学家已经确认在一些火星地区存在着水冰。
当火星的温度升高时,这些水冰会转化为水蒸气,向大气层释放。
但是由于火星表面的极低气压和温度条件,水蒸气在大气层中几乎不能形成稳定的云层。
二、火星大气层的特点与地球的大气层相比,火星的大气层十分稀薄。
火星的平均大气压大约是地球的百分之一,仅为0.6千帕斯卡(kPa)。
这样低的大气压使得火星无法保持液态水存在,从而限制了可能的生命存在。
由于火星的大气层相对稀薄,它无法有效阻挡太阳辐射和宇宙射线。
这使得火星的表面辐射水平较高,对于生物体的存活造成了极大的挑战。
此外,火星大气层中的二氧化碳也会增强温室效应,导致火星表面的温度较高。
火星大气层的气候也具有明显的季节性变化。
由于火星轨道的离心率较大,它的季节性更加明显。
在春夏季,火星大气层中的二氧化碳会在极地区域形成季节性冰盖,冬季时再转化为冰雪覆盖表面。
这种冰帽的形成和融化对于火星的气候变化起到了重要的作用。
此外,火星的大气层还形成了一些特殊的天气现象,如沙尘暴。
由于火星表面的地质活动相对较少,尘埃很容易被风吹起,形成大范围的沙尘暴。
这些沙尘暴能够在火星的表面上覆盖大片区域,对火星探测器的工作造成困扰。
总之,火星大气层的组成以及与地球相比的特点为我们了解火星的环境和其它科学问题提供了重要线索。
火星的大气压力和氧气含量火星(Mars)是我们太阳系中的一颗行星,也是人类探测和研究的重要目标之一。
了解火星的大气压力和氧气含量对于科学家们来说是十分重要的。
本文将就火星的大气压力和氧气含量展开探讨。
一、火星的大气压力火星是太阳系中地球之外大气压力最接近地球的行星之一。
然而,与地球相比,火星的大气较为稀薄。
根据科学家们的研究,火星的大气压力约为地球的百分之一左右。
具体数值为0.006至0.01巴。
火星大气压力的稀薄是由多种因素造成的。
首先,火星的质量只有地球的十分之一左右,因此其引力较弱,无法牢牢地保持大气层中的气体。
其次,火星地球自然环境的演化进程导致其大气丧失了相当一部分。
这些因素使得火星的大气压力相对较低。
二、火星的氧气含量火星的大气中主要由二氧化碳(CO2)构成,氧气(O2)含量极低。
科学家们通过探测器获取的数据表明,火星大气中的氧气含量仅为0.13%左右,而在地球大气中,氧气含量高达21%。
这个巨大的差异意味着火星的大气环境对于人类无法直接呼吸和生存。
火星氧气含量低的一个重要原因是由于火星大气层丧失了大量的水分。
早先的火星可能存在一定数量的水,但后来由于多种原因,水被释放到宇宙中,大量水分的流失也直接导致了火星氧气含量的降低。
三、火星大气压力和氧气含量的影响火星的大气压力和氧气含量的巨大差异直接影响了人类在火星上的生存和探索。
首先,火星上的大气压力太低,无法提供足够的氧气供人类呼吸。
此外,大气层稀薄也无法阻挡宇宙射线的入侵,增加了人类暴露于辐射的风险。
其次,火星的氧气含量低会因缺氧而导致人类无法正常进行呼吸。
在这样恶劣的环境中,人类需要依赖飞船提供的氧气或者在特殊设备的支持下才能进行短时间的外出活动。
最后,火星大气压力和氧气含量的特点也制约了火星上可能存在的生命形式。
由于氧气含量低,火星上的生物无法进行正常的呼吸和新陈代谢。
因此,科学家们认为火星上目前极有可能没有已知的生命存在。
总结:火星的大气压力和氧气含量是科学家们关注和研究的重点。
火星与地球的差异和相似之处火星和地球是太阳系中两颗非常相似的行星,它们都拥有自己独特的特点和差异。
本文将分析火星和地球在不同方面的差异和相似之处。
1. 大小和质量差异火星相比地球要小得多。
其直径约为地球的一半并且质量只有地球的10%,因此火星的引力也只有地球的三分之一左右。
这导致火星的表面重力明显较弱,对人类活动的影响也不同。
2. 大气层差异地球拥有厚厚的大气层,由氧气和氮气主导,为地球上的生命提供了保护和适宜的环境条件。
相比之下,火星的大气层非常稀薄,主要由二氧化碳组成,没有足够的气氛和保护层来保持温度,并且无法阻挡宇宙射线的到达。
3. 温度和季节差异由于火星远离太阳,其平均温度比地球要低。
火星表面温度范围非常广泛,从零下150摄氏度到正30摄氏度不等。
而地球的温度变化相对较小,大气层的保护使得地球的平均温度维持在适宜生命存在的范围内。
4. 地表特征差异火星表面有许多独特的地表特征,如火山、峡谷和撞击坑等。
其中最引人注目的是火星上的奥林帕斯山,它是已知宇宙中最大的火山。
而地球上的山脉、河流和湖泊等地表特征则更加多样化和广泛。
5. 液态水存在差异地球是唯一一个已知存在液态水的行星,水是维持生命存在的必要条件。
然而,火星上目前只发现有冰水而没有液态水的存在。
科学家们一直在努力寻找火星上液态水的踪迹,以便更好地了解火星的生命存在可能性。
尽管火星与地球在许多方面存在显著的差异,但它们之间也有一些相似之处。
1. 太阳系中的邻居火星和地球都位于太阳系中,是彼此最接近的邻居行星。
他们共同分享了相同的太阳系和宇宙空间。
2. 碳基生命存在的潜力地球是唯一已知存在生命的行星,而火星被认为具有潜在的生命存在可能性。
虽然目前尚未发现火星上的生命迹象,但有证据表明火星可能具有过去或现在生命存在的条件。
3. 科学研究的焦点由于火星与地球的相似性和差异性,科学家们对火星展开了广泛而深入的研究。
通过探测器和各种任务,我们对火星的了解不断增加,并希望未来能够进一步揭示火星的秘密。
火星的风速和大气温度火星是太阳系中的第四颗行星,也是人类最为关注的星球之一。
作为地球的邻居,火星一直以来都是科学家们关注的焦点。
其中,火星的风速和大气温度是研究火星气候和环境的重要指标。
本文将从火星的大气层结构、风速测量方法和大气温度变化等方面进行探讨。
一、火星的大气层结构火星的大气层相比地球十分稀薄,主要成分是二氧化碳(CO2),占比约95%。
此外,还含有少量氮气(N2)、氧气(O2)和水蒸气(H2O),以及微量的其他气体成分。
与地球不同的是,火星的大气层厚度只有地球的1%左右。
火星大气层分为三部分:上层大气、中层大气和下层大气。
由于大气层薄,没有明显的对流层和平流层的划分,温度和气压随着高度变化较为复杂。
二、火星的风速测量方法测量火星的风速是科学家们了解火星气候和环境的重要途径之一。
为了实现对火星风速的测量,科学家们采用了多种方法:1. 着陆器观测:人类在火星上探索的着陆器可以携带气象仪器,通过对火星表面的风力传感器观测,测量地表风速。
这种方法可以提供火星表面的风速信息。
2. 遥感观测:通过火星轨道飞行器搭载的遥感仪器,科学家们可以观测到火星大气层的风云变化。
这种方法适用于测量大气层中不同高度的风速。
3. 模型模拟:结合火星大气层的结构和物理原理,科学家们可以建立数值模拟模型,通过计算机模拟得到火星的风速分布情况。
这种方法可以提供对整个火星大气层的风速情况进行估算。
三、火星的大气温度变化火星的大气温度是指火星大气层中气体的热力状态。
与地球相比,火星的大气温度较低,主要是由于火星距离太阳的距离较远,接收到的太阳辐射能量较少的原因。
科学家们通过火星探测器的观测数据发现,火星大气的温度随季节和纬度的变化而变化。
在夏季和赤道附近,火星的大气温度较高,最高可达0摄氏度左右;而在冬季和极地附近,大气温度则会下降到零下100摄氏度左右。
此外,火星的大气温度还受到天文因素、地形和地貌等因素的影响。
研究火星大气温度的变化有助于科学家们了解火星的气候演化和环境变化。
火星大气与地球大气的异同及其热力动力差异分析行星大气是包裹着行星体的中性气体和电离气体的总称。
火星,是太阳系八大行星之一,体积只有地球的0.15,质量只有地球的1/9,火星上也有四季变化,由于它绕太阳运行一周约687天(地球时),故每季的长度约为地球上两倍[1-3]。
1958年7月14日,美国水手4号空间探测器飞越火星,首次向地球传回近距离拍摄的火星图片。
1955年9月18日,美国全国地理学会和洛厄尔天文台的天文学家报告说,在火星上有一块相当于得克萨斯州大小的区域变成草绿色,进一步使人相信地球外存在生命形式的理论。
本文就火星与地球有关大气的异同和热力动力差异,在大气成分、大气结构等六个方面进行比较分析:1、大气成分火星大气层很薄,大气密度只有地球的大约1%,表面平均气压只有6毫巴(约为地球的0.6%),火星的那层薄薄的大气主要是由余留下的二氧化碳(95.3%)加上氮气(2.7%)、氩气(1.6%)和微量的氧气(0.15%)和水汽(0.03%)组成的。
火星表面的平均大气压强仅为大约6毫巴(比地球上的1%还小),但它随着高度的变化而变化,在盆地的最深处可高达9毫巴,而在奥林匹斯山脉的顶端却只有1毫巴。
但是它也足以支持偶尔整月席卷整颗行星的飓风和大风暴。
非常干燥,温度低,地表温度白天可达28℃,夜晚可低至-132℃,平均-57℃,水和二氧化碳易冻结。
在火星的早期,火星大气主要成分是二氧化碳,行星学家们发现,火星上存在着很多方柱石微粒尘埃,方柱石晶体的主要成分是碳酸盐,而碳酸盐正是二氧化碳气体的稳定来源。
像地球一样,火星上几乎所有的二氧化碳都被转化为含碳的岩石。
但由于缺少地球的板块运动,火星无法使二氧化碳再次循环到它的大气中,从而无法产生意义重大的温室效应。
因此,即使把它拉到与地球距太阳同等距离的位置,火星表面的温度仍比地球上的冷得多。
两者都存在水的形态,不同的是地球上有的是丰富的液态水,它是生命的源泉,而火星上只发现在大气中含有微量的水蒸气[4]。
火星大气与地球大气的异同及其热力动力差异分析
行星大气是包裹着行星体的中性气体和电离气体的总称。
火星,是太阳系八大行星之一,体积只有地球的0.15,质量只有地球的1/9,火星上也有四季变化,由于它绕太阳运行一周约687天(地球时),故每季的长度约为地球上两倍[1-3]。
1958年7月14日,美国水手4号空间探测器飞越火星,首次向地球传回近距离拍摄的火星图片。
1955年9月18日,美国全国地理学会和洛厄尔天文台的天文学家报告说,在火星上有一块相当于得克萨斯州大小的区域变成草绿色,进一步使人相信地球外存在生命形式的理论。
本文就火星与地球有关大气的异同和热力动力差异,在大气成分、大气结构等六个方面进行比较分析:
1、大气成分
火星大气层很薄,大气密度只有地球的大约1%,表面平均气压只有6毫巴(约为地球的0.6%),火星的那层薄薄的大气主要是由余留下的二氧化碳(95.3%)加上氮气(2.7%)、氩气(1.6%)和微量的氧气(0.15%)和水汽(0.03%)组成的。
火星表面的平均大气压强仅为大约6毫巴(比地球上的1%还小),但它随着高度的变化而变化,在盆地的最深处可高达9毫巴,而在奥林匹斯山脉的顶端却只有1毫巴。
但是它也足以支持偶尔整月席卷整颗行星的飓风和大风暴。
非常干燥,温度低,地表温度白天可达28℃,夜晚可低至-132℃,平均-57℃,水和二氧化碳易冻结。
在火星的早期,火星大气主要成分是二氧化碳,行星学家们发现,火星上存在着很多方柱石微粒尘埃,方柱石晶体的主要成分是碳酸盐,而碳酸盐正是二氧化碳气体的稳定来源。
像地球一样,火星上几乎所有的二氧化碳都被转化为含碳的岩石。
但由于缺少地球的板块运动,火星无法使二氧化碳再次循环到它的大气中,从而无法产生意义重大的温室效应。
因此,即使把它拉到与地球距太阳同等距离的位置,火星表面的温度仍比地球上的冷得多。
两者都存在水的形态,不同的是地球上有的是丰富的液态水,它是生命的源泉,而火星上只发现在大气中含有微量的水蒸气[4]。
2、大气结构
大气结构是指大气在垂直方向和水平方向上气象要素分布不均匀性的状况。
在垂直方向上,根据温度、成分、电荷等物理性质,同时考虑大气垂直运动的情况。
将大气分为对流层、平流层、中间层、暖层、散逸层等五个层次,即为大气的垂直分层。
在水平方向上,在对流层内,由于受纬度、海陆和地形等因素的影响,可以划分出物理属性比较均匀的各类气团,如热带海洋气团、热带大陆气团、极地海洋气团、极地大陆气团等;在冷气团与暖气团交绥的地带却形成气象要素和天气状况变化剧烈的锋面。
依据气温变化,火星大气可分为四层:低层大气、中层大气、高层大气(热气层)、逸散层。
3、大气环流
火星和地球的热力动力模式相接近[5]。
大气环流是完成行星—大气系统角动量、热量和水分的输送和平衡,以及各种能量间的相互转换的重要机制,又同时是这些物理量输送、平衡和转换的重要结果。
因此,研究大气环流的特征及其形成、维持、变化和作用,掌握其演变规律,不仅是人类认识行星的不可或缺的重要组成部分,有利于探索全球气候变化,以及更有效地利用气候资源[6]。
地球大气平均经圈环流指在南北-垂直方向的剖面上,由大气经向运动和垂直运动所构成的运动状态。
通常,对流层的径圈环流存在三个圈:低纬度是正环流或直接环流,又称为哈得来环流;中纬度是反环流或间接环流,又称为费雷尔环流;极地是弱的正环流。
火星大气环流主要为单圈环流,由赤道相对热空气上升,漂至极区下沉,再沿地面回到赤道。
另外,在火星的夏半球,极冠的二氧化碳升华进入大气,使气压升高;而冬半球由于二氧化碳凝华,气压下降,由于进出大气的二氧化碳量高达25%,造成南北压力差,空气便倾向由高压的夏半球流向低压的冬半球,形成另一依季节而变向的环流。
因此火星的天气系统趋向成为全球性的,例如尘暴[7]。
4、季节变化
探测研究结果发现,约占火星大气总质量 25%的 CO
2
在火星极区有冷凝和
升华过程,这是火星大气中CO
2变化的主要特征之一。
火星极区CO
2
的冷凝和升
华过程是由极区的辐射收支决定的。
当太阳照在南极时,火星大气温度可达
300K,南极的干冰升华、向大气输入 CO
2
;同时在北极,大气温度下降到 140K,
大气中的CO
2
冷凝成干冰,使火星大气质量产生很大的季节性变化。
火星大气质量的季节性变化在地球上是没有的。
这种过程能产生热量、动量和微量成分
沿子午线传输。
CO
2
的巨大变化将引起火星表面大气压的巨变。
Viking 飞船还获得了火星表面大气压和大气温度随季节的变科技导报 2011,29(10)化曲线。
火星表面的压力在秋季初最低,在冬季初最大,在春季初有一不明显的极小值,在夏季初有一不明显的极大值。
在不同纬度处,火星表面大气的温度随季节有不同的变化现象。
地球上水的蒸发主要发生在亚热带地区,降雨主要发生在赤道和南北半球的中纬度地区。
在火星上则完全不同,蒸发主要发生在日照的火星极盖区,并能直接升华为水蒸气;而沉降主要发生在背阳面的极盖区,其中的物理输运过程目前并不很清楚。
水蒸气的冷凝取决于大气的相对湿度和温度,而水汽传输取决于水蒸气的水平和垂直分布。
地球上的天文观测很早就已发现火星上存在强烈的尘暴现象。
空间飞行器探测表明,火星尘暴也有明显的季节性变化。
水手 9 号(Mariner 9)飞行器还发现,火星上冬、夏半球有相差 100 倍的臭氧总量。
5、火星大气的光化学过程
火星大气的主要成分是 CO
2,其次是 N
2
、Ar、H
2
O、O
2
、CO 和 O
3。
在火星的
高层大气中(约 100km)探测到氢原子、氧原子及离子成分[16]。
火星大气光化学的核心问题是CO
2
的稳定性,火星大气中发现的循环在地球中层和热层大气中也是重要的。
火星大气中 OH 含量仅为 105mol/cm3,但通过催化反应,它却对火星大气成分起着主要的控制作用,这是光化学过程精巧和强有力的例证。
6、气候
由于火星的自转轴有明显倾斜,亦有明显的四季变化,不过一季约为地球的两倍长。
另一不同于地球的是,火星的轨道离心率比地球大,就是火星近日点、远日点的差别较大,当位于近日点时,南半球处夏季,比北半球远日点夏季所造成的升温更强,而北半球的冬天亦比南半球的冬天冷[8]。
参考文献
[1] 史建魁,刘振兴,程征伟.火星探测结果分析[J].科技报导.2011,29(10)
[2] 中国科学院贵阳地球化学研究所.简明地球化学手册[M].科学出版社.
[3] 尹怀勤.从火星大气中的甲烷说起[J].天津科技.2004(3)
[4] 刘林森.火星:“第二个地球”的诱惑[J].世界科学 2011.03
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