Marsin vuodenajat

Wikipedia
Loikkaa: valikkoon, hakuun


Marsin kuva otettuna Hubblen avaruuskaukoputkella vuoden 2001 oppositiossa. Kuvan ottohetkellä heinäkuun puolivälissä 2001 vuodenaika on 26. kesäkuuta Marsin ollessa paikassa noin Ls=185°.

Marsin vuodenajat ovat ajanjaksoja, jotka kuvaavat Marsin säätilan vuotuisia vaihteluita. Akselin kallistuman takia Marsilla on neljä vuodenaikaa.[1] Marsin vuodenajat havaitaan muutoksista pohjoisessa ja eteläisessä napalakissa, pilvissä ja tumman pölyn vaelluksena Marsin pinnalla vuodenaikatuulien mukaan. Marsin pohjoisen ja eteläisen pallonpuoliskon vuodenajat ovat päinvastaiset. Pohjoisen kesällä pohjoinen napalakki on hieman Aurinkoon päin kallellaan, ja kun Mars kiertää radallaan puoli kierrosta, onkin pohjoisessa talvi ja etelässä kesä. Marsissa tapahtuu säämuutoksia helposti, koska sen ohut ilmakehä on herkkä vesihöyry- ja hiilidioksidipitoisuuden muutoksille.

Marsin vuoden pituus on 1,88 Maan vuotta eli noin 687 Maan päivää. Siten vuodenajat Marsissa ovat Maan vuodenaikoja pidempiä. Marsin vuorokausi sol (24 tuntia, 39 minuuttia ja 36 sekuntia)[2] on hieman Maan vuorokautta pidempi. Marsin solia kohti tulee keskimäärin 371 kaloria/cm2/sol säteilyä, kun taas Maahan 839 cal/cm2/päivä. Ero johtuu siitä, että Mars on keskimäärin 1,52 kertaa niin kaukana Auringosta kuin maa.[3]. Marsin ilmasto onkin huomattavasti Maan ilmastoa kylmempi.

Marsin vuodenaikoihin vaikuttaa lähinnä planeetan akselin on kaltevuus sen ratatasoon nähden. Koska planeetan akseli osoittaa planeetan ratakierroksen aikana aina samaan suuntaan, Aurinko lämmittää välillä enemmän planeetan pohjoista, välillä enemmän eteläistä pallonpuoliskoa. Marsin soikean radan takia tämän etäisyys Auringosta vaihtelee välillä 1,38-1,66 AU ja radan soikeus on näin ollen 0,093. Marsin ollessa soikean radan takia kauempana Auringosta se liikkuu hitaammin ja etelässä on talvi. Siksi Marsin eteläisen pallonpuoliskon talvi on kylmempi ja pidempi (177 solia) kuin pohjoisen talvi (156 solia). Siten Marsin eteläinen napalakki kasvaa talvella suuremmaksi kuin pohjoinen napalakki. Marsin radan soikeus ja asento muuttavat myös pallonpuoliskojen keväiden pituutta siten, että Marsin pohjoisen kevät on pitkä (194 solia) ja eteläinen kevät lyhyt (142 solia)[4].

Kiertoradan vaikutus vuodenaikoihin[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Marsin yleistä vuodenaikaa kuvataan pituusasteella Ls, joka ilmaisee Marsin sijainnin Aurinkoa kiertävällä radallaan. Ls on 0°, kun pohjoisessa on kevätpäiväntasaus ja etelässä syyspäiväntasaus (päivä ja yö yhtä pitkät). Ls:n muutoksen myötä muuttuvat Marsin akselin suunta Auringon suhteen sekä Marsin ja Auringon välinen etäisyys, koska Mars kiertää Aurinkoa melko soikealla radalla akseli kallellaan tiettyä taivaanpallon kohtaa kohti. Marsin sijainti radallaan on tietenkin sidoksissa aikaan, jonka kuluessa astelukema Ls ensin kasvaa ja saavutettuaan 360° astetta (Marsin kierrettyä radallaan täyden ympyrän) Ls nollautuu.

Longitudi
Ls
Marsin etäisyys
Auringosta
AU
Pohjoinen Eteläinen
0° (360°) 1,56 kevätpäiväntasaus syyspäiväntasaus
90° 1,65 kesäpäivänseisaus talvipäivänseisaus
180° 1,45 syyspäiväntasaus kevätpäiväntasaus
270 1,38[5] talvipäivänseisaus kesäpäivänseisaus

Mars on perihelissä eli lähimpänä Aurinkoa pohjoisen talvella (etelän kesällä) sijainnissa Ls = 250,87° saaden 1,45-kertaisen määrän Auringon säteilyä verrattuna radan etäisimmässä paikassa olevaan apheliin, joka on pohjoisen talvella (etelän kesällä) sijainnissa Ls = 70,87°.[6] Juuri perihelin jälkeen Marsin ollessa sijainnissa Ls=260° alkaa Marsin pahin pölymyrskykausi. Pölymyrskyjä on Marsissa noin välillä Ls=250-355°[7][8] Niinpä Marsin pohjoisen talvi on pidempi ja kevät ja kesä 30°C viileämpiä kuin etelän kevät ja kesä.

Vuodenaikojen vaikutus napalakkeihin[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Pääartikkeli: Marsin napalakit

Vuodenajat vaikuttavat Marsin napalakkeihin kasvattaen ja kutistaen näitä siten, että talvisin napalakit ovat suurempia ja kesäisin pienempiä. Eteläisen ja pohjoisen puoliskon vuodenajat ovat vastakkaiset.[9]

Pohjoinen napalakki[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Marsin pohjoinen hiilidioksidinapalakki alkaa kasvaa syyspäiväntasauksen tienoilla (Ls 180°) kasvaen laajimmilleen (Ls 325°) ja on taas sublimoitunut takaisin kaasukehään Marsin asemassa Ls 70°.[10] Pohjoinen napahuntu häviää suureksi osaksi kun Ls on noin 25°[11], mutta kokonaan se katoaa välillä Ls=54°-106°. Talvella pohjoisen napalakin alueelle tiivistyy hiilidioksidijääpilviä noin ajalla Ls=109. Napalakin reuna pysähtyy jostain syystä paikoilleen Ls = 55° - 70° noin leveydellä 70°, ainakin pituusasteiden 135-300 välillä.[11]

Eteläinen napalakki[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Marsin napalakki laajenee jopa eteläiselle leveydelle 50°.[10] Eteläinen hiilidioksidinapalakki alkaa kasvaa Marsin etelän syksyllä kun Ls=45°, on suurimmillaan kevättalvella kun Ls=145° ja on sublimoitunut takaisin alkukesästä kaasukehään, kun Ls=235°[10]. Nopeinta hiilidioksidin sublimoituminen kaasukehään on kun Ls=228°, ja napalakin vetäytyminen on nopeinta perihelissä, kun Ls=245°. Napalakki vetäytyy vakionopeudella, kun Ls>285°.[12]

Marsin kaasukehän paineen vaihtelu[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Marsin "ilmanpaine" vaihtelee, kun kaasukehän hiilidioksidi sitoutuu vuodenajan mukaan jompaankumpaan napalakkiin. Alla olevassa taulukossa on Viking Lander 1:n vuoden aikana mittaama Marsin ilmanpaine, joka näytäisi vaihtelevan seitsemästä melkein yhdeksään millibaariin.[5]

päivä paine (mbar)
0 8,0
57 8,25
114 8,4
172 7,75
229 7,0
286 6,9
343 7,25
400 8,0
458 8,8
515 8,9
572 8,5
629 8,0

Katso myös[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Lähteet[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

  1. Jay M. Pasachoff & Alexei V. Filippenko: The Cosmos: Astronomy in the New Millennium, s. 141. Cengage Learning, 2007. ISBN 9780495013037. (englanniksi)
  2. Erik Gregersen: The Inner Solar System: The Sun, Mercury, Venus, Earth, and Mars, s. 207. The Rosen Publishing Group, 2009. ISBN 9781615300501. (englanniksi)
  3. Paul Raundsepp (toim.): Suuntana Mars! Artikkelien kirjoittajat Ari-Matti Harri ym., Raud Publishing Ltd. Helsinki 1993. ISBN 952-9689-01-2, Taulukko Keskeisiä perustietoja, s. 14.
  4. Suuntana Mars!, s. 36.
  5. a b Mike Caplinger: Seasons on Mars 1994. Malin Space Science Systems. (englanniksi)
  6. William Sheehan: The Planet Mars, A History of Observation and Discovery (Chapter 4) The University of Arizona Press. (englanniksi)
  7. Martian Seasons and Solar Longitude The Mars Climate Database. (englanniksi)
  8. The Seasons of Dusts (englanniksi)
  9. Robin Kerrod: Mars, s. 20. Lerner Publications, 2000. ISBN 9780822539063. (englanniksi)
  10. a b c Zuber & Smith: VARIATIONS IN THE MASSES OF THE SEASONAL POLAR ICECAPS OVER 3 MARS YEARS (pdf) Fourth Mars Polar Science Conference. 2006. (englanniksi)
  11. a b Mars 1995 opposition from Pic du Midi (englanniksi)
  12. Giovanni: La calotta polare sud di Mars. Astronomia. La rivista dell'Unione Astrofili Italiani, 6.2006, nro 3, s. 30-37. ISSN 0392-2308. Artikkelin tiivistelmä.

Aiheesta muualla[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]