Пыль, поднятая сильными марсианскими ветрами, непосредственно влияет на температуру воздуха: частицы пыли поглощают солнечный свет, что делает запыленный воздух теплее прозрачного. Иногда разница температур между запыленным и прозрачным воздухом достигает 35°С. Этот нагрев влияет на глобальное распределение ветров, в частности, он приводит к нисходящим движениям воздушных масс, которые нагревают воздух и за пределами запыленных регионов. Таким образом, наблюдения за температурой воздуха помогают выявить и прямое, и непрямое воздействие пылевых бурь.

Начиная с 1997 года, наблюдения за состоянием марсианской атмосферы с борта искусственных спутников Марса ведутся непрерывно. С 1997 по 2006 год температуру воздуха измерял Спектрометр теплового излучения КА Mars Global Surveyor, с 2006 года и по сей день этим занимается инструмент Mars Climate Sounder, установленный на борту Марсианского орбитального разведчика (MRO). Касс и его коллеги проанализировали распределение температур в толстом слое воздуха, чей центр располагался на высоте 25 км над поверхностью планеты. Это достаточно высоко, чтобы влияние локальных бурь сказывалось меньше, чем влияние крупных региональных бурь.

Большинство марсианских пылевых бурь локально – они охватывают области протяженностью менее 2 тыс. км и утихают через несколько дней. Некоторые бури становятся региональными – они охватывают до трети планеты и продолжаются до трех недель. Некоторые охватывают южное полушарие Марса, но не северное. Наконец, дважды с 1997 года Марс был охвачен глобальными пылевыми бурями, окутавшими непрозрачным пылевым одеялом всю его поверхность. Годы, в которых происходили глобальные бури, были исключены из анализа.

Во все остальные годы рисунок штормов повторялся каждый марсианский год. Три региональных бури, повторяющиеся снова и снова, получили наименования A, B и C.

Осенью северного полушария около северного полюса возникает множество небольших штормов. Большинство из них быстро угасает, но некоторым удается продвинуться далеко на юг. Если такой шторм пересекает экватор и попадает в южное полушарие, где в это время в разгаре весна, воздух в нем нагревается, шторм усиливается и дает начало пылевой буре типа A.

Тут надо сделать важное отступление. Весна и лето в южном полушарии современного Марса заметно теплее, чем в северном, потому что Марс проходит перигелий своей орбиты в конце южной весны. Уже давно замечено, что весна и лето южного полушария – самые пыльные периоды марсианского года. Крассу с коллегами удалось существенно детализировать это наблюдение.

Итак, когда будущая пылевая буря типа A пересекает экватор в конце весны южного полушария, солнечные лучи нагревают пылевые частицы, а те – окружающие воздушные массы. Поглощенная солнечная энергия приводит к усилению скорости ветра, тот поднимает в воздух новые массы пыли, и буря начинает усиливаться, охватывая все новые и новые области.

Напротив, пылевая буря типа B начинается вблизи южного полюса вскоре после начала южного лета. Шторм возникает в результате быстрой сублимации огромных масс сухого льда, аккумулированных в южной полярной шапке. 

Пылевая буря типа C начинается после того, как закончится буря типа B. Она возникает на севере в разгар северной зимы (и южного лета) и движется на юг подобно буре типа A. В отличие от штормов типа A и B буря C очень изменчива по силе ветра, максимальной температуре и продолжительности.

Долгие однородные ряды наблюдений за марсианской погодой, обеспеченные долговечностью КА MRO, позволили выявить сезонный рисунок пылевых бурь. В дальнейшем возможность предсказания таких бурь будет полезна для планирования автоматических и пилотируемых миссий на Марс.

Источник: http://solarsystem.nasa.gov/news/2016/06/09/nasa-mars-orbiters-reveal-seasonal-dust-storm-pattern