云室实验显示了火星云的形式

此图像提供全球天气模式的全局“快照”。在这里，蓝白色水冰云悬挂在Tharsis火山上方。

在德国的大气机设施中使用气溶胶互动和动态，研究人员能够在火星上发现的寒冷温度产生云，发现这种情况下的云形成需要比地球上的云形成更大的相对湿度。

乍一看，火星的云很容易被误认为是地球的云：由NASA的机会漫游者拍摄的火星天空的图像，描绘了Gauzy，高空Wisps，类似于我们的Cirrus云。鉴于科学家了解了红色星球的大气，这些云可能由二氧化碳或水性冰晶组成。但很难了解产生这种云的确切条件，而不会直接从火星云采样。

麻省理工学院的研究人员现在完成了下一件最好的事情：他们在德国的三层高云室内重新创建了火星状况，调整室温和相对湿度，以匹配火星的条件 - 基本上在地球上形成火星云。

虽然研究人员能够在火星上通常在火星上发现的寒冷温度下产生云，但他们发现这种条件下的云形成需要将腔室的相对湿度调节至190％ - 远远大于地球上需要的云层。该发现应该有助于改善火星氛围的传统模型，其中许多人认为火星云需要类似于地球上发现的湿度水平。

“Mars的很多大气模型都很简单，”Victor P.Starr在麻省理工学院大气化学助理教授Dan Cziczo说。“他们必须对云表的表现：一旦它达到100％的湿度，繁荣，你就会得到一个云形成。但我们发现你需要更多的是启动这个过程。“

Cziczo表示，该集团的实验结果将有助于改善火星气候模型，以及科学家对行星如何通过大气运输水的理解。他和他的同事们报道了他们在地球物理研究杂志中的研究结果：行星。

播种火星云

该团队在2012年夏季进行了大部分研究的实验，德国卡尔斯鲁厄（AIDA）设施的气溶胶互动和动态 - 前核反应堆，此后已被转换为世界上最大的云室。

该设施最初是旨在研究地球上的大气条件。但辛佐意识到，随着微调一点，腔室可以适应模拟火星的条件。为此，该团队首先将所有氧气从腔室中泵出来，而是用惰性氮气或二氧化碳填充它 - Martian气氛中最常见的组件。然后，它们产生了一种尘暴，泵入与火星上发现的矿物尘埃相似的细颗粒。很像地球上，这些颗粒充当云种子周围的云种子可以粘附形成云颗粒。

在“播种”腔室之后，研究人员调整了温度，首先将其设置为地球上云形成的最冷的温度（减去81华氏度）。在整个实验中，它们逐渐降低了温度，最终停止在腔室的最低景点，减去120华氏度 - “火星上的温暖夏日，”Cziczo说。

通过在每个温度条件下调整腔室的相对湿度，研究人员能够在预期的相对湿度下在更温暖，地球温度下产生云。这些观察结果使研究人员对他们的实验设置有信心，因为他们试图在接近火星的条件的温度下生长云。

拨打温度下来

一周多，集团创建了10云，每云都有大约15分钟的形成。腔室完成绝缘，因此研究人员使用了一个激光系统，横跨腔室，检测云形成。任何形成散射激光的云;然后通过计算机检测并记录该散射，其显示结果 - 云颗粒的大小，数量和组成 - 用于腔室外的科学家。

通过在接下来的六个月内分析了这一数据，研究人员发现，在最低温度下增长的云需要极高的相对湿度，以便水蒸气在灰尘颗粒周围形成冰晶晶体。Cziczo表示，目前尚不清楚为什么火星云需要这种潮湿的条件来塑造，但希望进一步调查这个问题。

为此，小组计划返回德国下秋天，当腔室将经过装修时，使其能够在较低的温度下进行云实验 - 可能更密切地模仿火星上冰冷的氛围。

“如果我们想了解水的地方以及如何通过火星的大气运输，我们必须了解该星球的云层，”Cziczo说。“希望这将使我们走向正确的方向。”

密歇根大学大气，海洋和太空科学教授尼尔顿·····················纳诺教授他补充说，结果可能会改善我们对大气层和土地上的MARS水循环的理解。

“这些结果很有趣，因为他们建议火星的地区是薄弱的摩尔，”瑞尼诺没有参加研究。“这可能对地面和浅层地下的水处理有重要意义。”

出版物：Daniel J. Cziczo等，“Martian矿物粉尘代理人的冰成核：我们可以在没有离开地球的情况下了解火星的内容是什么？“地球物理研究杂志：行星，2013; DOI：10.1002 / JGRE.20155

图像：NASA / JPL-Caltech / MSSS

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