当太阳落山时蓝色的火焰夜幕降临在尘土飞扬的平原上，一些奇怪而奇妙的事情发生了。 在地表上方，大气开始发出紫外线，有时会发出脉冲，因为氮和氧结合成一氧化氮。
这种看不见的光芒，首次由火星轨道飞行器任务揭示2005年，现已被详细描述 - 它令人惊讶的行为揭示了火星大气在一年中如何循环和变化。
尽管火星的大气层可能稀薄而脆弱，但其复杂程度却令人惊讶。 狂风驱动可以吞噬整个星球的怪物风暴。 有其成分的季节性波动，以及波动不适合任何已知流程。
相比之下，夜光就没有那么神秘了。 事实上，同样的现象——氮和氧结合驱动的夜光，尽管在近红外波长- 已观察到， 也。
然而，它可以告诉我们火星大气层如何循环和季节性变化，以帮助更好地预测这颗红色星球的疯狂天气。
“如果我们要把人送上火星，”大气科学家撒迦利亚·米尔比说科罗拉多大学博尔德分校大气和空间物理实验室的教授说：“我们更好地了解大气中正在发生的事情。”
（激光雷达）
当火星大气中的高电流的高度下降时，就会发生辉光气温骤降。 在这个海拔高度，氮原子和氧原子（白天被阳光从 CO2、O2 和 N2 中分解出来）结合成一氧化氮，发出少量的紫外线； 总的来说，它就像夜光一样可以被察觉。
新的观测结果来自 NASA 的火星大气和挥发性演化 (MAVEN) 轨道器，该轨道器自 2014 年以来一直在详细研究火星。
MAVEN 使用其成像紫外光谱仪每天拍摄五次火星的详细图像； 通过这些观察，科学家们首次能够追踪紫外线的运动。
令团队大吃一惊的是，大气层每晚会跳动三次——但仅限于春季和秋季。 在这些时期，辉光出现在地球中部周围，并在春分前后变得更强。
在一年中的其他时间，冬季盛行的极地地区的光芒最为明亮，在夏至前后最为强烈。 在那里，它形成了意想不到的形状——波浪和螺旋。
“紫外线主要来自约 70 公里（44 英里）的高度，最亮点直径约 1,000 公里（621 英里），在紫外线中与地球的北极光一样明亮，”米尔比说。
“不幸的是，火星大气层的成分意味着这些亮点不会发出可见波长的光，而未来的火星宇航员无法看到它们。太糟糕了：每天晚上日落后，明亮的斑块会在头顶上增强，并飘过火星。”天空中的速度为 300 公里每小时（186 英里每小时）。”
还有另一个惊喜——在大约 0 纬度和 0 经度处有一个持续存在的亮点，但尚未得到解释。 这可能是由于下面的地形，或者其他尚未发现的东西。
赤道（左）和极地（右）发光。 （激光雷达）
这些脉动尤其揭示了与火星大气中的波动的联系。 它们环绕地球，它们的数量和速度表明，中层大气中的波浪与太阳加热的日常模式以及下方地形的形状有关。
这些脉动点显示了中大气层与上方和下方大气层之间的联系，这种关系是未来研究中需要探索的另一个方面。
仍有许多问题有待解答，但这项研究在理解火星大气复杂行为方面朝着正确的方向迈出了一步。
“火星大气层的行为与地球大气层的行为一样复杂且富有洞察力，”主要作者兼行星科学家尼克·施奈德说科罗拉多大学博尔德分校。
“我们使用超级计算机来预测地球上的天气，以便您可以计划假期或种植农作物。同样的计算机模型可以用于火星和所有其他行星。”
该研究发表在地球物理研究杂志 - 空间物理学。
