火星尘卷风的移动规律揭示地表附近强风秘密

尘埃在火星的大气和地表过程中扮演关键角色，它会引发温度变化、干扰大气动力学，甚至导致全球性沙尘暴，还会影响火星的宜居性及探测任务。过去，火星沙尘扬起主要被认为与涡旋过程（如尘暴）和非涡旋过程（如直线阵风）有关，但模型预测的风速度常低于观测到的沙尘活动所需阈值，形成“火星沙搬运谜题”。

本研究通过分析欧洲航天局“微量气体轨道器”（TGO）的CaSSIS相机和“火星快车”（MEX）的HRSC相机在10个火星年（MY27至MY37，2004-2024年）拍摄的图像，利用深度学习技术识别出1000多个尘暴。借助立体成像和“彩色条纹”（动态目标导致的颜色通道错位）技术，测量了尘暴的迁移速度和方位角，以此反演火星低层大气中非涡旋近地表风的特征。

研究发现，尘暴在北半球（如亚马逊平原）更为集中，南半球分布更广，直径范围18-578米，平均82米。其出现具有明显的季节性，北半球在Ls 200°-250°（北秋末）存在活动间歇，南半球冬季活动减少；昼夜分布上，全球尘暴主要出现在上午8点至下午5点，峰值在11点至下午2点。尘暴迁移速度最高达44米/秒，平均约11-18米/秒，对应的风应力常超过0.02帕（足以引发颗粒跃移和尘埃扬起的阈值），且显著高于火星气候数据库（MCD）的预测值（模型低估风速约3-10米/秒）。

此外，快速移动的尘暴常与大规模尘埃扬起事件和沙尘暴在时空上重合，表明强近地表风是火星大气尘埃的重要来源。研究还指出，尘暴活动可能影响火星表面特征（如季节性斜坡纹线RSL）和沙丘迁移，并为未来火星探测任务（如太阳能板清洁、设备防护）提供风环境参考。