Η ατμόσφαιρα του Άρη είναι πολύ διαφορετική από τη γη. Αλλά αυτό το ίχνος υδρατμών εξακολουθεί να παίζει έντονο ρόλο στο κλίμα.
Η NASA ενδιαφέρεται πολύ για την ατμόσφαιρα, τον καιρό και το κλίμα του Άρη. Όσο περισσότερα γνωρίζουν για τον Άρη, τόσο πιο αποτελεσματικά μπορούν να προγραμματίσουν αποστολές. Και η κατανόηση της σημερινής Άρης μπορεί να μας βοηθήσει να κατανοήσουμε την ιστορία του Ηλιακού Συστήματος, πώς εξελίσσονται οι πλανήτες και πώς ήταν το κλίμα του Άρη στο αρχαίο παρελθόν.
Η NASA έχει μια ολόκληρη ομάδα αφιερωμένη στην κατανόηση του Αρειανού κλίματος. Ονομάζεται Κέντρο Μοντελοποίησης Κλίματος του Άρη. Το έργο τους επικεντρώνεται στα τρία κρίσιμα συστατικά της αττικής ατμόσφαιρας: υδρατμούς, διοξείδιο του άνθρακα και σκόνη. Στην παρακάτω προσομοίωση, τα σύννεφα νερού-πάγου σχηματίζονται και διασκορπίζονται καθ 'όλη τη διάρκεια της ημέρας.
Τα σύννεφα του Άρη είναι πολύ πιο λεπτά από τα σύννεφα στη Γη. Αλλά συμπεριφέρονται παρόμοια. Η παραπάνω προσομοίωση δείχνει μια καλοκαιρινή μέρα στο βόρειο ημισφαίριο. Σύννεφα σχηματίζονται πάνω από τον ισημερινό τη νύχτα και είναι παχύτερα λίγο πριν από την Ανατολή του ηλίου. Καθώς ο Ήλιος ζεσταίνει την ατμόσφαιρα κατά τη διάρκεια της ημέρας, διαλύονται και μετά το σούρουπο αρχίζουν να σχηματίζονται ξανά.
Η προσομοίωση προέρχεται από το Κέντρο Μοντελοποίησης Κλίματος του Άρη και δείχνει ότι παρόλο που τα σύννεφα είναι πιο λεπτά από τη Γη, διαδραματίζουν ζωτικό ρόλο στα αιολικά συστήματα του πλανήτη. Και αυτό σημαίνει ότι βοηθούν επίσης στη διαμόρφωση της κίνησης του νερού γύρω από τον πλανήτη.
Το Κέντρο Μοντελοποίησης Κλίματος χρησιμοποιεί ισχυρούς υπερυπολογιστές για τη δημιουργία αυτών των προσομοιώσεων. Μια πλανητική ατμόσφαιρα είναι εξαιρετικά περίπλοκη και απαιτεί ισχυρούς υπολογιστές και εξελιγμένα μοντέλα για να την καταλάβει. Στο Κέντρο Μοντελοποίησης, βασίζονται σε Μοντέλα Γενικής Κυκλοφορίας (GCM) για μεγάλο μέρος της δουλειάς τους.
Ένας από τους στόχους της εργασίας του Κέντρου είναι να κατανοήσουμε τον σημερινό κύκλο νερού στον Άρη. Στον ιστότοπο του Κέντρου αναφέρει, "Θέλουμε να προσδιορίσουμε εάν ο παρατηρούμενος κύκλος νερού είναι αποκλειστικά το αποτέλεσμα της ανταλλαγής με το βόρειο υπολειπόμενο καπάκι ή εάν απαιτούνται άλλες πηγές, όπως ένας ενεργός regolith." Επί του παρόντος, μοντελοποιούν τον Άρη με το βόρειο πολικό καπάκι ως τη μόνη πηγή νερού. Οι προσομοιώσεις τους δίνουν καλά αποτελέσματα, αλλά εξακολουθούν να υπάρχουν προβλήματα.
Το Κέντρο Μοντελοποίησης προσπαθεί επίσης να κατανοήσει τον αρχαίο Άρη και πώς θα μπορούσε να είχε ένα ζεστό, υγρό περιβάλλον πριν από δισεκατομμύρια χρόνια, όταν ο Ήλιος ήταν πιο αδύναμος. Μια πιθανότητα είναι ότι ο Άρης είχε μια πολύ παχύτερη ατμόσφαιρα CO2 που παγιδεύει περισσότερη θερμότητα. Μια άλλη δυνατότητα περιλαμβάνει την κλιματική αλλαγή που προκαλείται από τις επιπτώσεις.
Ένα άλλο επίκεντρο του Κέντρου είναι η σκόνη του Άρη. Είναι σαφές ότι η σκόνη παίζει τεράστιο ρόλο στον Άρη, αλλά δεν είναι καλά κατανοητή. Στον ιστότοπο του Κέντρου Μοντελοποίησης Κλίματος αναφέρει: "... γίνεται όλο και πιο ξεκάθαρο ότι οι παραμετροποιήσεις που χρησιμοποιούνται στα GCM για την ανύψωση σκόνης δεν καταγράφουν τη φυσική που εμπλέκεται σε όλα τα γεγονότα που προκαλούν σκόνη."
Περιοδικά, ο πλανήτης τυλίγεται σε παγκόσμιες καταιγίδες σκόνης που μπορούν να συνεχιστούν για μήνες. Η κατανόηση αυτών των καταιγίδων είναι απαραίτητη για επιτυχείς αποστολές στον πλανήτη. Η NASA γνώριζε εκ των προτέρων ότι ο εκφορτωτής InSight θα έφτανε στον Άρη κοντά στο τέλος μιας καταιγίδας σκόνης και ετοίμασαν ανάλογα. Χάρη στη μοντελοποίηση του κλίματος, η NASA γνώριζε ότι κατά τη διάρκεια καταιγίδων σκόνης η ανώτερη ατμόσφαιρα θερμαίνεται, ενώ η χαμηλότερη ατμόσφαιρα κρυώνει. Οι μηχανικοί της αποστολής ετοίμασαν το InSight για λειτουργία σε αυτές τις συνθήκες.
Το Κέντρο Μοντελοποίησης Κλίματος είναι ένας μόνο τρόπος που η NASA χρησιμοποιεί υπερυπολογιστές. Στο διεθνές συνέδριο υπερυπολογιστών (SC 19) στο Ντένβερ στις 18-22 Νοεμβρίου, παρουσίασαν 38 από τα υπολογιστικά τους έργα, συμπεριλαμβανομένου του ηλεκτρικού αεροπλάνου X-57, μια προσομοίωση του πώς οι πρώτοι γαλαξίες συν-εξελίσσονται με το αέριο που τους περιβάλλει και ένα προσπάθεια χαρτογράφησης και ποσοτικοποίησης των δέντρων στην Υποσαχάρια Αφρική.
Περισσότερο:
- Δελτίο Τύπου: Μια συννεφιασμένη βραδιά του Άρη, μέσα από τα μάτια ενός υπερυπολογιστή
- Δελτίο Τύπου: Τι είναι το Κέντρο Μοντελοποίησης Κλίματος Άρη της NASA;
- Κέντρο Μοντελοποίησης Κλίματος της NASA Ames Mars
