儘管火星的大氣層非常稀薄，但它也經歷著強風，這些強風對於決定地球的天氣和塵埃的持續分佈起著關鍵作用。這些風將灰塵攪動成旋轉柱，稱為塵暴。它是一團由空氣和細顆粒組成的漩渦雲，掃過火星表面。儘管風是看不見的，但它們揚起的塵暴在航天器圖像中清晰可見。這是因為它們跟隨移動空氣的流動。因此，科學家們利用它們作為自然標記來研究風的行為，否則這些行為可能是看不見的。
伯爾尼大學空間與宜居中心瓦倫丁·比克爾博士領導的一項新研究表明，塵暴和吹動它們的風都比科學家之前認為的要快得多。這些更強的風可能是導致大量灰塵上升到火星大氣層的原因。這對世界氣候和長期氣候產生重大影響。該研究是與伯爾尼大學空間與行星研究系合作進行的。英國開放大學和德國航空航天中心（DLR）最近在 科學進步–
借助深度學習研究塵暴的運動
“當使用最先進的深度學習方法時，我們能夠在 50,000 多張衛星圖像中識別出塵暴，”第一作者 Valentin Bickel 解釋道。該團隊使用了來自伯爾尼火星相機 CaSSIS（彩色和立體表面成像系統）的圖像。 HRSC（高分辨率立體相機）CaSSIS 安裝在歐洲航天局 (ESA) 的 ExoMars 痕量氣體軌道器上，而 HRSC 相機則安裝在 ESA 的火星快車航天器上。 “因此，我們的研究完全依賴於歐洲火星調查的數據，”比克爾繼續說道。
伯爾尼大學 CaSSIS 相機系統開發負責人、合著者尼古拉斯·托馬斯 (Nicolas Thomas) 表示，接下來，該團隊研究了大約 300 張塵暴立體圖像，以確定它們的運動和速度。他的工作由 SERI 瑞士航天局通過 ESA 的 PRODEX 計劃資助，他解釋說：“立體圖像是火星表面同一點的圖像。但它們僅相隔幾秒鐘。這些圖像可以用來測量塵暴的運動。”
比克爾強調：“如果你按順序放置立體圖像，你會注意到塵暴如何動態地在表面移動”（在伯爾尼大學網站上查看圖像）。
火星上的風比之前想像的要強。
結果表明，火星上它們周圍的塵埃和風魔可以以高達每秒 44 米的速度加速，即每小時約 160 公里。在整個地球上這比之前想像的要快得多。 （早期的地面測量顯示，風速大多保持在每小時 50 公里以下。在極少數情況下，最高速度可達每小時 100 公里）
高風速反過來會影響紅色星球上的塵埃循環：“這些強烈的線性風很可能將大量塵埃帶入火星大氣層。”這比之前想像的要大得多。 ”比克爾說。“我們的數據顯示，火星上的風在何時何地似乎強大到足以將表面的灰塵吹走。這是大約二十年來首次在全球範圍內發表這樣的發現。 ”
未來的火星任務將受益於這些研究成果。
該研究的合著者、德國航空航天中心 (DLR) 空間研究所的 Daniela Tirsch 表示，這些結果對於未來的火星任務也非常重要。 “更好地了解火星上的風況對於規劃和執行未來的著陸任務非常重要。”蒂爾希繼續說道，“借助風動力學的新發現，我們可以更準確地模擬火星大氣和相關的表面過程。”需要這些模型來更好地評估未來任務的風險，並相應地調整技術系統。這項新研究是許多火星研究的重要發現，例如沙丘和斜坡形成的研究。以及 模擬火星的天氣和氣候。
研究人員計劃增加塵暴觀測的強度，並補充使用 CaSSIS 和 HRSC 進行有針對性和協調的塵暴觀測所獲得的數據。 “從長遠來看，我們的研究應該有助於提高火星任務規劃的效率，”比克爾總結道。
