Температура на марсе в течение суток. Температура на марсе

Если вы собираетесь провести отпуск на другой планете, то важно узнать о возможных климатических перепадах:) А если серьезно, то многие люди знают, что у большинства планет в нашей Солнечной системе чрезвычайные температуры, неподходящие для спокойного проживания. Но какие точно температуры на поверхности этих планет? Ниже я предлагаю небольшой обзор температур планет Солнечной системы.

Меркурий

Меркурий — планета, самая близкая к Солнцу, таким образом, можно было бы предположить, что она постоянно раскалена как печь. Однако не смотря на то, что температура на Меркурии может достигнуть 427°C, она может также упасть до очень низкой отметки -173°C. Такой большой перепад в температуре Меркурия происходит потому, что у него отсутствует атмосфера.

Венера

Венера, вторая самая близкая планета к Солнцу, имеет самые высокие средние температуры среди планет в нашей Солнечной системе, и ее температура регулярно доходит до отметки 460°C. Венера так раскалена из-за своей близости к Солнцу и своей плотной атмосферы. Атмосфера Венеры состоит из плотных облаков, содержащих углекислый газ и двуокись серы. Это создает сильный парниковый эффект, который удерживает высокую температуру Солнца в ловушке атмосферы и превращает планету в печь.

Земля

Земля — третья планета от Солнца, и до сих пор единственная планета, известная своей способностью поддерживать жизнь. Средняя температура на Земле 7.2°C, но она изменяется большими отклонениями от этого показателя. Самая высокая температура, когда-либо зарегистрированная на Земле, была 70.7°C в Иране. Самая низкая температура была , и она достигает -91.2°C.

Марс

Марс является холодным, потому что он, во-первых, не имеет атмосферы для сохранения высокой температуры, а во вторых — находится относительно далеко от Солнца. Поскольку у Марса эллиптическая орбита (он становится намного ближе к Солнцу в некоторых точках орбиты), то в течение лета его температура может отклонятся на 30°C от нормы в северных и южных полушариях. Минимальная температура на Марсе приблизительно -140°C, а самая высокая 20°C.

Юпитер

У Юпитера нет никакой твердой поверхности, так как он — газовый гигант, таким образом, у него нет и никакой поверхностной температуры. Наверху облаков Юпитера температура около -145°C. Когда Вы спускаетесь ближе к центру планеты, то температура увеличивается. В точке, где атмосферное давление в десять раз больше по сравнению с таковым на Земле, температура 21°C, которую некоторые ученые шутя называют «комнатной температурой». В ядре планеты температура намного выше и достигает приблизительно 24000°C. Для сравнения стоит отметить, что ядро Юпитера горячее, чем поверхность Солнца.

Сатурн

Как и на Юпитере, температура в верхних слоях атмосферы Сатурна остается очень низкой – доходит приблизительно до -175°C – и увеличивается по мере приближения к центру планеты (до 11700°C в ядре). Сатурн, фактически, сам генерирует тепло. Он вырабатывает в 2,5 раза больше энергии, чем получает от Солнца.

Уран

Уран — это самая холодная планета с самой низкой зарегистрированной температурой -224°C. Хотя Уран далек от Солнца, это не является единственной причиной его низкой температуры. Все другие газовые гиганты в нашей Солнечной системе испускают из своих ядер больше тепла, чем они получают от Солнца. Уран имеет ядро с температурой приблизительно 4737°C, что является только одной пятой температуры ядра Юпитера.

Нептун

С температурами, доходящими до -218°C в верхней атмосфере Нептуна, эта планета является одной из самых холодных в нашей Солнечной системе. Как и у газовых гигантов, у Нептуна есть намного более горячее ядро, которое имеет температуру около 7000°C.

Ниже приведен график, на котором температуры планет показаны и в Фаренгейте (°F), и в Цельсия (°C). Обратите внимание, что Плутон с 2006 года не попадает под классификацию планет (см.

Хотя климат Марса наиболее близок к земному, он малоблагоприятен для жизни.

Атмосфера данной планеты более разряжена по сравнению с атмосферой Земли. В ее составе девяносто пять процентов углекислого газа, четыре процента азота и аргона и всего один процент кислорода и водяного пара.

По сравнению с земным среднее атмосферное давление на Марсе меньше в сто шестьдесят раз. Из-за испарения в летнее время и конденсации в зимнее, а также большого количества углекислого газа на полюсах, в полярных шапках, масса атмосферы сильно изменяется в течение года.

Несмотря на то, что в марсианской атмосфере содержится очень мало водяного пара, он при низких температуре и давлении, находясь в состоянии близком к насыщению, часто собирается в облака. Наблюдения, проведенные космическими аппаратами, показали, что на Марсе бывают волнистые, перистые и подветренные облака.

В холодное время суток на дне кратеров и над низинами часто стоят туманы. Иногда выпадает тонкий снег.

Проведенные космическими аппаратами исследования показали, что в настоящее время жидкой воды на Марсе нет, но есть свидетельства ее наличия в прошлом. В июле 2008 года космическим аппаратом НАСА «Феникс» в грунте была обнаружена вода в состоянии льда. Средняя температура на Марсе составляет около -40 градусов Цельсия. На дневной половине планеты летом температура поднимается до 20 градусов Цельсия, но зимой ночная температура может понизиться до -125 градусов Цельсия.

Разреженная атмосфера Марса не может долго удерживать тепло, этим и объясняются резкие перепады температуры. Таким образом, можно сказать, что на Марсе довольно суровый климат, но там ненамного холоднее, чем в Антарктиде.

Из-за перепада температур на Марсе часто дуют сильные ветры. Их скорость достигает ста метров в секунду. Благодаря небольшой силе тяжести ветры поднимают огромные облака пыли. На Марсе часто бушуют продолжительные пылевые бури. Например, одна из них бушевала с сентября 1971 года по январь 1972 года и подняла в атмосферу на высоту десять километров около миллиарда тонн пыли. С перепадом температур связано также образование на Марсе пылевых смерчей.

Ось вращения Земли наклонена к орбитальной плоскости на 23,4 градуса, а Марса − на 23,9 градуса, марсианские сутки почти совпадают с земными, поэтому на Марсе, как и на Земле, имеет место смена сезонов. В полярных областях сезонные изменения проявляются наиболее ярко. Зимой полярные шапки занимают большую площадь. Зима в южном полушарии длинная и холодная, а в северном − короткая и относительно умеренная. Весной полярные шапки значительно уменьшаются, но даже летом они не исчезают полностью. А лето на Марсе в южном полушарии короткое и относительно теплое, в северном − длинное и прохладное.

Данная страничка предоставляет все богатство метеорологических данных, которые передает марсоход (Любопытство) на .

Таблица обновляется при загрузке страницы, данные о погоде на Марсе обновляются по мере передачи информации с марсохода Curiosity.

* Пояснения: при значение null данных нет. Значение «- -» означает отсутствие ветра.

Данные на странице «Погода на Марсе» получены прибором Rover environmental monitoring station (REMS). Сами данные, публикуются организацией Centro de Astrobiologia (CSIC-INTA) Испания.

Сезоны на Марсе

Планета имеет так же четыре сезона что и Земля, но поскольку год на Марсе длится дольше, наклон оси немного отличается и орбита более эксцентрична, то сезоны на Марсе не одинаковой продолжительности.

Марсианский год почти в два раза длиннее земного года (1,88 земных года) и сезоны соответственно длятся дольше. В северном полушарии, весна длится 7 месяцев, лето — 6 месяцев, осень — 5,3 месяца, и зима — чуть более 4-х месяцев. Даже в летние месяцы на планете очень холодно. Температура в разгар сезона не превышает -20 С. На юге температура может достигать 30 С. Сильные колебания температуры, между полушариями, вызывают огромные пылевые бури. Некоторые из них могут влиять только на небольшую площадь, в то время как другие охватывают всю планету. Планетарные бури обычно происходят, когда планета находится вблизи перигелия (ближайшей точки к Солнцу). Когда начинается глобальная пылевая буря, поверхность планеты практически скрыта полностью.

Сейчас на Марсе сухой и холодный климат (слева), но на ранних этапах эволюции планеты, скорее всего, была жидкая вода и плотная атмосфера (справа).

Изучение

История наблюдений

Текущие наблюдения

Погода

Температура

Средняя температура на Марсе значительно ниже, чем на Земле: −63°С . Поскольку атмосфера Марса сильно разрежена, она плохо сглаживает суточные колебания температуры поверхности. При наиболее благоприятных условиях летом на дневной половине планеты воздух прогревается до 20° С (а на экваторе - до +27 °C) - вполне приемлемая температура для жителей Земли. Максимальная температура воздуха, зафиксированная марсоходом «Спирит» , составила +35 °C . Но зимней ночью мороз может достигать даже на экваторе от −80 °C до −125° С, а на полюсах ночная температура может падать до −143 °C . Однако суточные колебания температуры не столь значительны, как на безатмосферных Луне и Меркурии . На Марсе существуют температурные оазисы, в районах «озера» Феникс (плато Солнца) и земли Ноя перепад температур составляет от −53°С до +22°С летом и от −103°С до −43°С зимой. Таким образом, Марс - весьма холодный мир, климат там намного суровее, чем в Антарктиде .

Атмосферное давление

Атмосфера Марса более разрежена, чем воздушная оболочка Земли, и более чем на 95 % состоит из углекислого газа , а содержание кислорода и воды составляет доли процента. Среднее давление атмосферы у поверхности составляет в среднем 0,6 кПа или 6 мбар , что в 160 меньше земного или равно земному на высоте почти 35 км от поверхности Земли) . Атмосферное давление претерпевает сильные суточные и сезонные изменения .

Облачность и осадки

Водяного пара в марсианской атмосфере не более тысячной доли процента, однако по результатам недавних (2013 г.) исследований, это всё же больше, чем предполагалось ранее, и больше, чем в верхних слоях атмосферы Земли , и при низком давлении и температуре он находится в состоянии, близком к насыщению, поэтому часто собирается в облака. Как правило, водяные облака формируются на высотах 10-30 км над поверхностью. Они сосредоточены в основном на экваторе и наблюдаются практически на протяжении всего года . Облака, наблюдаемые на высоких уровнях атмосферы (более 20 км), образуются в результате конденсации CO 2 . Этот же процесс ответствен за формирование низких (на высоте менее 10 км) облаков полярных областей в зимний период, когда температура атмосферы опускается ниже точки замерзания CO 2 (-126 °С) ; летом же формируются аналогичные тонкие образования изо льда Н 2 О

Образования конденсационной природы представлены также туманами (или дымками). Они часто стоят над низинами - каньонами, долинами - и на дне кратеров в холодное время суток .

В атмосфере Марса могут возникать метели . Марсоход «Феникс» в 2008 году наблюдал в приполярных областях виргу - осадки под облаками, испаряющиеся не долетая до поверхности планеты. По первоначальным оценкам, скорость падения осадков в вирге была очень малой. Однако недавнее (2017 г.) моделирование марсианских атмосферных явлений показало, что на средних широтах, где происходит регулярная смена дня и ночи, после заката облака резко охлаждаются, и это может приводить к метелям, скорость частиц во время которых в действительности может достигать 10 м/с. Учёные допускают, что сильные ветра в совокупности с низкой облачностью (обычно марсианские облака формируются на высоте 10-20 км) могут привести к тому, что снег будет выпадать на поверхность Марса. Это явление подобно земным микропорывам - шквалам из нисходящего ветра со скоростью до 35 м/с, часто связанный с грозами .

Снег действительно наблюдался неоднократно . Так, зимой 1979 г. в районе посадки «Викинга-2 » выпал тонкий слой снега, который пролежал несколько месяцев .

Пылевые бури и смерчи

Характерная особенность атмосферы Марса - постоянное присутствие пыли, частицы которой имеют размер порядка 1,5 мм и состоят в основном из оксида железа . Малая сила тяжести позволяет даже разреженным потокам воздуха поднимать огромные облака пыли на высоту до 50 км. А ветры, являющиеся одним из проявлений перепада температур, часто дуют над поверхностью планеты (особенно в конце весны - начале лета в южном полушарии, когда разница температур между полушариями особенно резкая), и их скорость доходит до 100 м/с. Таким образом формируются обширные пылевые бури, давно наблюдаемые в виде отдельных желтых облаков, а иногда в виде сплошной жёлтой пелены, охватывающей всю планету. Чаще всего пылевые бури возникают вблизи полярных шапок, их продолжительность может достигать 50-100 суток. Слабая жёлтая мгла в атмосфере, как правило, наблюдается после крупных пылевых бурь и без труда обнаруживается фотометрическими и поляриметрическими методами .

Пылевые бури, хорошо наблюдавшиеся на снимках, сделанных с орбитальных аппаратов, оказались слабозаметными при съемке с посадочных аппаратов. Прохождение пылевых бурь в местах посадок этих космических станций фиксировалось лишь по резкому изменению температуры, давления и очень слабому потемнению общего фона неба. Слой пыли, осевшей после бури в окрестностях мест посадок «Викингов», составил лишь несколько микрометров. Все это свидетельствует о довольно низкой несущей способности марсианской атмосферы .

С сентября 1971 по январь 1972 г. на Марсе происходила глобальная пылевая буря, которая даже помешала фотографированию поверхности с борта зонда «Маринер-9 » . Масса пыли в столбе атмосферы (при оптической толщине от 0,1 до 10), оцененная в этот период, составляла от 7,8⋅10 -5 до 1,66⋅10 -3 г/см 2 . Таким образом, общий вес пылевых частиц в атмосфере Марса за период глобальных пылевых бурь может доходить до 10 8 - 10 9 т, что соизмеримо с общим количеством пыли в земной атмосфере .

Вопрос о наличии воды

Для стабильного существования чистой воды в жидком состоянии температура и парциальное давление водяного пара в атмосфере должны быть выше тройной точки на фазовой диаграмме , тогда как сейчас они далеки от соответствующих значений. И действительно, исследования, проведённые космическим аппаратом «Маринер-4 » в 1965 году, показали, что жидкой воды на Марсе в настоящее время нет, но данные марсоходов НАСА «Спирит » и «Оппортьюнити » свидетельствуют о наличии воды в прошлом. 31 июля 2008 года вода в состоянии льда была обнаружена на Марсе в месте посадки космического аппарата НАСА «Феникс ». Аппарат обнаружил залежи льда непосредственно в грунте. Есть несколько фактов в поддержку утверждения о присутствии воды на поверхности планеты в прошлом. Во-первых, найдены минералы, которые могли образоваться только в результате длительного воздействия воды. Во-вторых, очень старые кратеры практически стёрты с лица Марса. Современная атмосфера не могла вызвать такого разрушения. Изучение скорости образования и эрозии кратеров позволило установить, что сильнее всего ветер и вода разрушали их около 3,5 млрд лет назад. Приблизительно такой же возраст имеют и многие промоины.

НАСА 28 сентября 2015 года объявило что на Марсе в настоящее время существуют сезонные потоки жидкой соленой воды. Эти образования проявляют себя в теплое время года и исчезают - в холодное. К своим выводам планетологи пришли, проанализировав высококачественные снимки, полученные научным инструментом High Resolution Imaging Science Experiment (HiRISE) орбитального марсианского аппарата Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) .

25 июля 2018 года вышел доклад об открытии, основанном на исследованиях радаром MARSIS . Работы показали наличие подлёдного озера на Марсе, расположенного на глубине 1,5 км подо льдом Южной полярной шапки (на Planum Australe ), шириной около 20 км. Это стало первым известным постоянным водоёмом на Марсе.

Времена года

Как и на Земле, на Марсе происходит смена времен года из-за наклона оси вращения к плоскости орбиты, поэтому зимой в северном полушарии полярная шапка растет, а в южном почти исчезает, а через полгода полушария меняются местами. При этом из-за достаточно большого эксцентриситета орбиты планеты в перигелии (зимнее солнцестояние в северном полушарии) она получает до 40 % больше солнечного излучения, чем в афелии , и в северном полушарии зима короткая и относительно умеренная, а лето длинное, но прохладное, в южном же наоборот - лето короткое и относительно теплое, а зима длинная и холодная. В связи с этим южная шапка зимой разрастается до половины расстояния полюс-экватор, а северная - только до трети. Когда на одном из полюсов наступает лето, углекислый газ из соответствующей полярной шапки испаряется и поступает в атмосферу; ветры переносят его к противоположной шапке, где он снова замерзает. Таким образом происходит круговорот углекислого газа, который наряду с разными размерами полярных шапок вызывает изменение давления атмосферы Марса по мере его обращения вокруг Солнца . За счёт того, что зимой до 20-30 % всей атмосферы замерзает в полярной шапке, давление в соответствующей области соответственно падает .

Изменения со временем

Как и на Земле, климат Марса претерпевал долгосрочные изменения и на ранних этапах эволюции планеты сильно отличался от нынешнего. Различие состоит в том, что главную роль в циклических изменениях климата Земли играют изменение эксцентриситета орбиты и прецессия оси вращения, притом что наклон оси вращения остаётся примерно постоянным благодаря стабилизирующему воздействию Луны , тогда как Марс, не имея такого большого спутника, может претерпевать существенные изменения наклона оси его вращения. Расчёты показали , что наклон оси вращения Марса, составляющий сейчас 25° - примерно ту же величину, что и у Земли, - в недавнем прошлом был равен 45°, а в масштабе миллионов лет мог колебаться от 10° до 50°.

Зарубежных исследователей Марса удивила аномально теплая весна. Российские ученые знают об этом с 2002 года

Красная планета не перестает удивлять землян. Недавно марсоход Curiosity нашел там речной гравий, камень пирамидальной формы, передал на Землю фото прекрасного солнечного затмения... А еще, по мнению испанских исследователей, которые поставили на марсоход свои термодатчики, на Марсе необычайно потеплело — до +6. Для марсианской весны, которая там сейчас наблюдается, это просто курорт. Соотечественники Сальвадора Дали поговаривают, что если тенденция сохранится, то разговоры про колонизацию станут более чем реальными. Но действительно ли на Марсе стало теплее, чем раньше? Что бы увидели земляне, если бы оказались сейчас на этой планете? «МК» узнал это, побеседовав с российскими учеными из Института космических исследований РАН. Некоторые из них недавно вернулись с международной конференции в Мадриде.

Итак, метеорологическая станция REMS, установленная на борту марсохода Curiosity, обнаружила, что пришедшая на Марс весна оказалось неожиданно теплой. По крайней мере так подали новость представители научной команды, управляющей работой марсохода. По словам ученых, в частности Фелипе Гомеcа (Felipe Gomez) из испанского Центра астробиологии, тепло на Марсе очень удивило его и коллег...

Местом посадки Curiosity 6 августа стал спуск Брэдбери в южном полушарии Красной планеты. Поскольку там сейчас наступает марсианская весна, ученые пристально следят за ее особенностями. По их словам, с момента посадки в половине случаев дневная температура, измеряемая станцией REMS, была выше нуля. Таким образом, средний показатель суточной температуры составил +6 градусов днем и −70 градусов ночью. Это удивило ученых, которые, по их собственным словам, ожидали более холодных марсианских суток. «То, что Марс такой „теплый“ в светлое время суток, само по себе удивило и заинтересовало нас. Если это потепление будет продолжаться до наступления лета, то мы увидим температуры в +20 или больше, что великолепно, если смотреть на Марс с точки зрения колонизации. Вероятно, что дневные температуры смогут поддерживать воду в жидком состоянии. Но пока сложно говорить о том, являются ли такие температуры нормой или просто аномалией», — продолжил Гомез.

Разрешить проблему Гомеза мы попросили сотрудников Института космических исследований РАН.

— Указанные температуры являются нормой для марсианской весны. Вообще погода там очень стабильна, мы можем предсказывать ее гораздо точнее, чем на Земле. А все потому, что на Марсе нет турбулентности (нерегулярных взаимных перемещений в атмосфере), — поясняет доцент МФТИ, старший научный сотрудник ИКИ РАН Александр РОДИН .

— Почему же тогда весеннее тепло удивило испанцев?

— Они сейчас на подъеме, ведь их Центр астробиологии установил на Curiosity свои метеодатчики, — и при любом удобном случае они ищут повод, чтобы поговорить о погоде. То, что говорил Фелипе Гомез, который больше является чиновником от науки, чем исследователем, конечно, преувеличение. Какое-то незначительное повышение температуры испанские датчики могли зафиксировать, но оно не говорит о серьезной тенденции.

По словам Родина, к небольшому потеплению могла привести глобальная пылевая буря (такие случаются на Марсе 1-2 раза в год как раз в период, когда в южном полушарии весна или лето). Однако бури эти такие мощные, что заволакивают своим шлейфом всю планету на 100-150 дней. А поскольку пыль поглощает солнечные лучи и превращает их энергию в тепло, то на Марсе во время таких бурь среднесуточная температура может повышаться. Происхождение таких бурь на сегодняшний день загадка для метеорологов. Если не считать бурь, то погода на Марсе почти всегда стабильна и предсказуема. Из-за очень тонкой атмосферы дневное тепло быстро улетучивается — и ночью поверхность планеты может остыть сразу на 100 градусов. Среднесуточная температура на Марсе почти всегда −50 градусов. Однако в самых жарких точках дневная температура может достигать и +20...30 градусов в летнее время.

Кстати, слова Родина подтверждает и заведующий лабораторией космической гамма-спектроскопии Игорь МИТРОФАНОВ , он же разработчик российского прибора ХЕНД, который работает сейчас на борту американского марсианского спутника «Марс Одиссей».

— ХЕНД «наблюдает» сезонные процессы на Красной планете уже около 5 марсианских лет непрерывно начиная с февраля 2002 года, — говорит Митрофанов. — Мы регистрируем толщину зимнего покрова «сухого снега» из атмосферной углекислоты на северном и южном полушариях. До сих пор измеренный нами сезонный профиль накопления и испарения марсианского «сухого снега» удивительно точно повторяется каждый марсианский год. Текущий год не исключение. В южном полушарии Марса наступает обычная марсианская весна. Летним днем на экваторе Марса температура поверхности может достигать +30 градусов Цельсия (прочти как у нас в Москве).

Кстати, по словам Митрофанова, если бы люди высадились на Марсе в весеннее время, их ждало бы здесь удивительное зрелище — гейзеры из углекислого газа.

Весенние гейзеры на Марсе.

— Весной у нас на Земле снег тает и превращается в воду, — рассказывает Игорь Митрофанов. — Поэтому на Земле весной текут ручьи. А на Марсе снег состоит из замерзшей углекислоты, и при повышении температуры он превращается в углекислый газ. Это происходит следующим образом: весенние солнечные лучи проникают через снежный покров и прогревают поверхность грунта. В результате под слоем сухого снега возникает углекислый газ, который постепенно накапливается в приповерхностном пространстве. Давление газа растет, и где-то в верхнем слое «сухого снега» образуется трещина, через которую скопившийся газ вдруг с шумом вырывается на поверхность. Такова природа весенних марсианских гейзеров.

О чем еще говорили на конференции в Мадриде

На Титане обнаружены полярные вихри, очень напоминающие венерианские. Поскольку атмосферы на этих планетах движутся быстрее самих планет, вихри представляют собой очень мощные, долго не разрушающиеся образования. Факт обнаружения вихрей на Титане позволяет ученым понять общность законов природы, действующих на разных планетах.

Среди экзопланет (планет, расположенных за пределами Солнечной системы) похожих на Землю пока не найдено. Зато обнаружены Суперземли, масса которых в 10 раз больше массы нашей планеты. Правда, они скорее похожи на Венеру.