تحقیقات جدید نشان می‌دهد که جو مریخ برخلاف جو زمین رفتار می‌کند و امواج گرانشی به جای امواج راسبی، نقش اصلی را ایفا می‌کنند. این کشف مدل‌های موجود را به چالش می‌کشد و ممکن است منجر به پیش‌بینی‌های دقیق‌تر آب‌و‌هوا برای ماموریت‌های آینده مریخ شود.
رمزگشایی جریان‌های هوای مریخ
یک مطالعه جدید، از جمله تحقیقات دانشگاه توکیو، عامل کلیدی در گردش جو مریخ را کشف کرده است: امواج گرانشی. این امواج نقش مهمی در هدایت جریان‌های هوا در سراسر سیاره، به ویژه در ارتفاعات بالا، ایفا می‌کنند. دانشمندان با استفاده از داده‌های جوی طولانی‌مدت، بینش‌های تازه‌ای در مورد نحوه رفتار جو میانی مریخ به دست آوردند و تفاوت‌های اساسی با زمین را آشکار کردند. برای تجزیه و تحلیل این الگوها، این مطالعه تکنیک‌هایی را که در اصل برای مطالعه جو زمین توسعه یافته بودند، تطبیق و به محققان اجازه داد تأثیر امواج گرانشی بر گردش هوای مریخ را اندازه‌گیری کنند.
مریخ ممکن است یک بیابان یخی باشد، اما همچنان موضوع داغی در اکتشافات فضایی است. با ماموریت‌های انسانی در پیش رو، درک جو آن برای برنامه‌ریزی آینده بسیار مهم است. پیشرفت‌های اخیر امکان بررسی الگوهای آب و هوایی مریخ را با جزئیات بی‌سابقه‌ای فراهم کرده است. بسیاری از این اکتشافات با استفاده از دانش جو زمین انجام شده‌اند که تفاوت‌های آشکاری را آشکار می‌کند که می‌تواند پیامدهای مهمی برای مدل‌سازی آب و هوا و سفرهای فضایی داشته باشد.
امواج گرانشی نوعی موج جوی هستند که وقتی هوا جابجا شده و سپس توسط گرانش بازیابی می‌شود، تشکیل می‌شوند. این امر حرکتی بالا و پایین، مشابه موج‌های روی برکه، ایجاد می‌کند. آنها زمانی رخ می‌دهند که هوا از روی کوه‌ها، رعد و برق یا سایر اختلالات عبور می‌کند و به انتقال انرژی و تکانه در لایه‌های مختلف جو کمک می‌کنند. نکته مهم این است که این امواج گرانشی با امواج گرانشی که موج‌هایی در فضا-زمان ناشی از رویدادهای عظیم کیهانی مانند برخورد سیاه‌چاله‌ها هستند، یکسان نیستند.
تأثیر امواج گرانشی بر مریخ
پروفسور کائورو ساتو از دپارتمان علوم زمین و سیاره‌ای گفت:
در زمین، امواج جوی در مقیاس بزرگ ناشی از چرخش سیاره، معروف به امواج راسبی، تأثیر اصلی را بر نحوه گردش هوا در استراتوسفر یا قسمت پایین جو میانی دارند. اما مطالعه ما نشان می‌دهد که در مریخ، امواج گرانشی (GWs) تأثیر غالب را در عرض‌های جغرافیایی میانی و بالای جو میانی دارند. امواج راسبی امواج جوی در مقیاس بزرگ یا امواج حل‌شده هستند، در حالی که GWs امواج حل‌نشده هستند، به این معنی که برای اندازه‌گیری یا مدل‌سازی مستقیم بسیار ظریف بوده و باید با روش‌های غیرمستقیم‌تر تخمین زده شوند.
GWها که نباید با امواج گرانشی ناشی از اجرام ستاره‌ای عظیم اشتباه گرفته شوند، یک پدیده جوی هستند که در آن بسته‌ای از هوا به دلیل تغییرات شناوری بالا و پایین می‌رود. این حرکت نوسانی چیزی است که باعث ایجاد GWها می‌شود. به دلیل ماهیت مقیاس کوچک آنها و محدودیت‌های داده‌های مشاهداتی، محققان قبلاً در تعیین کمیت اهمیت آنها در جو مریخ با مشکل مواجه شده بودند. بنابراین ساتو و تیمش به مجموعه داده سیستم تحلیل مجدد جو مریخ گروهی (EMARS) که توسط طیف وسیعی از مشاهدات فضایی در طول سال‌ها تولید شده است، روی آوردند تا تغییرات فصلی را در آنجا تجزیه و تحلیل کنند.
کشف شگفت‌انگیز در جریان هوای مریخ
دانشجوی فارغ‌التحصیل دانشگاه توکیو آنزو آسومی گفت:
ما چیز جالبی پیدا کردیم، اینکه GWها انتقال عمودی سریع تکانه زاویه‌ای را تسهیل می‌کنند و به‌طور قابل‌توجهی بر گردش‌های نصف‌النهاری یا شمالی-جنوبی در جو میانی مریخ تأثیر می‌گذارند. این جالب است زیرا بیشتر شبیه رفتاری است که در مزوسفر زمین دیده می‌شود تا در استراتوسفر. این نشان می‌دهد که مدل‌های گردش جوی موجود مریخ ممکن است نیاز به اصلاح داشته باشند تا این اثرات موج را بهتر در خود جای دهند و به‌طور بالقوه شبیه‌سازی‌های آب و هوا و آب و هوای آینده را بهبود بخشند.
این تحقیق همچنین بر اهمیت مقایسه‌های سیاره‌ای در علم جو تأکید می‌کند. شباهت مریخ به زمین از نظر سرعت چرخش و انحراف محوری، آن را به یک مورد آزمایشی ایده‌آل برای مطالعه سیستم‌های آب و هوایی سیاره‌ای تبدیل کرده است. در عین حال، ویژگی‌های متمایز آن، مانند جو نازک غنی از دی اکسید کربن و تغییرات فصلی بارز، بینش‌هایی را در مورد جوهای بیگانه ارائه می‌دهد. با تجزیه و تحلیل این تفاوت‌ها، محققان می‌توانند درک خود را از دینامیک جوی اساسی بهبود بخشند، که در نهایت ممکن است به مدل‌های آب و هوایی بهتر برای زمین نیز کمک کند.
مرز بعدی: مطالعه طوفان‌های گرد و غبار مریخ
ساتو گفت:
در آینده، قصد داریم تأثیر طوفان‌های گرد و غبار مریخ را بر گردش جو بررسی کنیم. تاکنون، تجزیه و تحلیل ما بر سال‌های بدون طوفان‌های گرد و غبار بزرگ متمرکز بوده است. با این حال، این طوفان‌ها شرایط جوی را به طور چشمگیری تغییر می‌دهند و ما گمان می‌کنیم که ممکن است نقش GWs را در گردش خون تشدید کنند. تحقیقات ما پایه‌ای را برای پیش‌بینی آب و هوای مریخ فراهم می‌کند که برای اطمینان از موفقیت ماموریت‌های آینده مریخ ضروری خواهد بود.
مطالعات آینده بررسی خواهند کرد که چگونه این طوفان‌ها منجر به تغییراتی قابل‌توجه در الگوهای جوی جهانی می‌شوند. با این پیشرفت‌ها، چشم‌انداز پیش‌بینی دقیق شرایط جوی در مریخ یک قدم به واقعیت نزدیک‌تر می‌شود.
منبع: Scitechdaily
