Аппарат Hope, являющийся частью программы Emirates Mars Mission Космического агентства ОАЭ и с 2021 года вращающийся вокруг Марса, впервые представил исчерпывающее изображение ночных облаков на Красной планете.
Атмосфера Марса значительно разреженнее и суше земной, но содержит плотный слой водяного льда, оказывающий воздействие на климат планеты. При этом, до настоящего времени, большинство данных получали на основе наблюдений, проводимых в дневное время.
Новое исследование, выполненное Сэмюэлом Этвудом и группой соавторов, впервые представило подробные данные об облачной активности Марса, охватывающие два последовательных марсианских года. Орбита зонда Hope, характеризующаяся высоким эллипсом и небольшим наклоном, была спроектирована для обеспечения наблюдений в любое время суток и на всех широтах и долготах. Данные собирались при помощи инфракрасного спектрометра EMIRS, фиксирующего наличие и толщину облаков посредством поглощения и рассеивания инфракрасного излучения.
Используя полученные данные, исследователи смогли провести сопоставление толщины облаков, формирующихся ночью и днём, и проанализировать их изменения на протяжении всего цикла. Это значительный прогресс в изучении атмосферы Марса, поскольку теперь климатические модели можно проверять, используя фактические данные, которые ранее были доступны только для дневной стороны планеты.
Ночные облака толще, чем дневные
Анализ данных, собранных за почти два марсианских года, выявил, что ночные облака, как правило, более плотные, чем облака, формирующиеся в течение дня. Этот результат не соответствовал первоначальным предположениям, поскольку в разреженной и холодной атмосфере Марса ожидалось более лёгкое рассеивание облаков ночью. Однако измерения, выполненные прибором EMIRS, показали противоположную картину. Полученные данные свидетельствуют о том, что водяной пар сохраняется в атмосфере более продолжительное время, и что динамические процессы способствуют поддержанию или даже увеличению плотности облаков в ночное время.
Анализ показал наличие двух периодов повышенной облачной активности: ближе к вечеру и на заре. Напротив, в полдень фиксируется заметное снижение, которое, вероятно, связано с максимальными температурами поверхности и более быстрым рассеиванием водяного пара. Данная закономерность свидетельствует о выраженном суточном ритме образования и исчезновения облачных образований, предположительно обусловленном тепловым циклом планеты.
Сезонные и географические особенности
Изменения, связанные с временами года, оказывают значительное влияние на распределение облаков. В холодное время года они скапливаются в районе экватора, достигая максимальной толщины вскоре после восхода Солнца. Днём облачный слой увеличивается в размерах и распространяется на более южные широты, охватывая вулканический регион Фарсида с его высокими горами, такими как Олимп, Арсия и Павонис. Эти возвышенности, судя по всему, воздействуют на конденсацию водяного пара и формирование облаков, в особенности в утренние часы.
Имеющаяся информация позволит детализировать компьютерные модели марсианской атмосферы, ранее создававшиеся на основе ограниченных и в основном дневных наблюдений. Теперь исследователи располагают всесторонней информацией о суточных изменениях облаков на Марсе.
Исследование в Journal of Geophysical Research: Planets.