模拟结果指向火星云层中的均相成核过程——Live Science
新的计算机模拟指出,火星阿尔西亚火山上空几乎每天都会出现、长度可达1,800公里的细长阿尔西亚云(AMEC),其形成可能存在一种机制。研究人员认为,均相成核可能发挥关键作用——水蒸气在没有尘埃或大气中其他颗粒参与的情况下形成冰粒子,Live Science报道。
云层在早晨出现
AMEC形成于火星赤道以南塔尔西斯地区一座约20公里高的休眠阿尔西亚火山附近。欧洲航天局的火星快车号轨道器于2018年首次记录到它。自那以后,在火星春季和夏季,几乎每天早晨都能观测到这片云层,此时更强的太阳辐射会引发强劲的近地面风。
夏季风将水蒸气沿火山斜坡抬升时,云层便会形成。它仅存在数小时,随后完全蒸发。研究人员将AMEC归类为地形云,即因空气越过地形隆起而形成的云。
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没有尘埃颗粒的机制
在地球上,云通常通过异相成核形成:冷却的湿空气围绕微小的尘埃、盐、花粉或烟灰颗粒凝结成冰晶。尽管火星大气中存在尘埃,但对AMEC的模拟指出了另一种过程——水蒸气直接转化为冰粒子。
根据作者的计算,沿阿尔西亚斜坡上升的空气会形成强大的波动,并迅速进入大气高层。其温度可在仅10分钟内下降30摄氏度。这会增加波动内部的湿度,并为均相成核创造条件。研究人员认为,部分水可能来自火山顶部的一层厚霜。
这项发表在《Nature Geoscience》期刊上的研究基于火星快车号三个仪器的数据:Visual Monitoring Camera、High Resolution Stereo Camera和OMEGA。该探测器是少数能够在日光条件下观测阿尔西亚火山的火星探测器之一。