Die Forschung von Wissenschaftlern der University of Houston verändert unser Verständnis von Klima und Wetter auf dem Mars und liefert auch wichtige Einblicke in die atmosphärischen Prozesse der Erde.
Die Studie erstellte das allererste meridionale Profil des Strahlungsenergiehaushalts (REB) des Mars, der das Gleichgewicht oder Ungleichgewicht zwischen absorbierter Sonnenenergie und emittierter Wärmeenergie über die Breitengrade darstellt. Auf globaler Ebene führt ein Energieüberschuss zu einer globalen Erwärmung, während ein Energiedefizit zu einer globalen Abkühlung führt. Darüber hinaus beeinflusst das Meridianprofil des REB des Mars grundlegend die Wetter- und Klimamuster auf dem Roten Planeten.
Das Forschungsteam wurde von Larry Guan, einem Doktoranden am Fachbereich Physik am College of Natural Sciences and Mathematics der UH, unter der Leitung seiner Berater, Professor Liming Li vom Fachbereich Physik und Professor Xun Jiang vom Fachbereich Erde, geleitet und Atmosphärenwissenschaften sowie mehrere Planetenforscher.
Die Ergebnisse liegen gerade in einem neuen Papier vor veröffentlicht In AGU-Fortschritte.
„Die Arbeit bei der Erstellung des ersten meridionalen Strahlungsenergiehaushaltsprofils des Mars ist bemerkenswert“, sagte Guan. „Das Verständnis des großräumigen Klimas und der atmosphärischen Zirkulation der Erde hängt stark von REB-Profilen ab. Ein solches für den Mars zu haben, ermöglicht kritische klimatologische Vergleiche und legt den Grundstein für die Marsmeteorologie.“
Das Profil, das auf Langzeitbeobachtungen von umlaufenden Raumfahrzeugen basiert, bietet einen detaillierten Vergleich des REB des Mars mit dem der Erde und deckt auffällige Unterschiede in der Art und Weise auf, wie jeder Planet Energie empfängt und abstrahlt. Während die Erde in den Tropen einen Energieüberschuss und in den Polarregionen ein Energiedefizit aufweist, ist es auf dem Mars umgekehrt.
„Auf der Erde führt der tropische Energieüberschuss zu Erwärmung und Aufwärtsbewegung der Atmosphäre, während das polare Energiedefizit zu Abkühlung und Abwärtsbewegung der Atmosphäre führt“, erklärte Jiang. „Diese atmosphärischen Bewegungen beeinflussen Wetter und Klima auf unserem Heimatplaneten erheblich. Auf dem Mars beobachten wir jedoch einen polaren Energieüberschuss und ein tropisches Energiedefizit.“
Dieser Überschuss, sagt Guan, sei im Frühling auf der Südhalbkugel des Mars besonders ausgeprägt und spiele eine entscheidende Rolle bei der Förderung der atmosphärischen Zirkulation des Planeten und der Auslösung globaler Staubstürme, dem auffälligsten Merkmal des Marswetters. Diese massiven Stürme, die den gesamten Planeten erfassen können, verändern die Energieverteilung erheblich und stellen ein dynamisches Element dar, das die Wettermuster und das Klima auf dem Mars beeinflusst.
„Die Wechselwirkung zwischen Staubstürmen und dem REB sowie mit der Polareisdynamik bringt die komplexen Rückkopplungsprozesse ans Licht, die wahrscheinlich die Wettermuster auf dem Mars und die langfristige Klimastabilität beeinflussen“, sagte Guan.
Weitere Informationen:
Larry Guan et al., Unterschiedliche Energiehaushalte von Mars und Erde, AGU-Fortschritte (2024). DOI: 10.1029/2024AV001389