東京大學行星研究人員的一項新研究表明，大氣重力波在驅動這顆紅色星球上的緯向氣流方面發揮著至關重要的作用，特別是在高海拔地區。
這張來自阿聯酋火星任務的圖像顯示了火星及其稀薄的大氣層。圖片來源：UAEASA / MBRSC / 希望火星任務 / EXI / AndreaLuck。
該研究的合著者、東京大學教授佐藤薰表示：“在地球上，由行星自轉引起的大規模大氣波，即所謂的羅斯貝波，是對平流層或中層大氣下部空氣循環方式的主要影響。”
“但我們的研究表明，在火星上，重力波在中高緯度地區的中層大氣中具有主導作用。”
“羅斯比波是大尺度大氣波，或稱解析波，而重力波是未解析波，這意味著它們太細，無法直接測量或建模，必須通過更間接的方式進行估計。”
“不要與來自大質量恆星體的引力波混淆，引力波是一種大氣現象，當一團空氣由於浮力的變化而上升和下降時。這種振盪運動就是產生引力波的原因。”
由於它們的小規模性質和觀測數據的局限性，行星研究人員此前發現量化它們在火星大氣中的重要性具有挑戰性。
因此，佐藤教授和她的同事們求助於火星大氣再分析系統（EMARS）數據集，該數據集是通過多年來一系列天基觀測產生的，來分析那裡的季節變化。
“我們發現了一些有趣的事情，重力波促進了角動量的快速垂直轉移，顯著影響了火星中層大氣環流的經向或南北向，”該研究的第一作者、東京大學研究生安祖·阿蘇米(Anzu Asumi)說。
“這很有趣，因為它更類似於地球中間層而不是平流層中看到的行為。”
“這表明現有的火星大氣環流模型可能需要改進，以更好地納入這些波浪效應，從而有可能改善未來的氣候和天氣模擬。”
該團隊現在計劃調查火星沙塵暴對大氣環流的影響。
佐藤教授說：“到目前為止，我們的分析主要集中在沒有發生重大沙塵暴的年份。”
“然而，這些風暴極大地改變了大氣條件，我們懷疑它們可能會加劇重力波在環流中的作用。”
“我們的研究為預測火星天氣奠定了基礎，這對於確保未來火星任務的成功至關重要。”
這學習出現在地球物理研究雜誌：行星。
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杏澄等人。基於再分析數據集的火星大氣剩餘平均環流的氣候學以及已解析和未解析波的貢獻。地球物理研究雜誌：行星，2025 年 3 月 6 日在線發布；編號：10.1029/2023JE008137
