當春天來到火星南部時，20公里高的Arsia Mons火山附近就會出現一團水冰，迅速延伸出數百公里，然後在數小時內消失。現在，一項詳細的長期研究利用歐空局”火星快車”上的”火星網絡攝像機”進行的令人振奮的新觀測，揭示了這種拉長雲的秘密。

火星快車之前就已經發現了這種雲，因為它盤旋在火星赤道以南的Arsia Mons火山附近。令人費解的是，Arsia Mons是火星上唯一能看到雲層的低緯度位置–也是該地區眾多類似火山中唯一擁有這種雲層的一座。火星快車在整個春夏季節裡，每天都能看到這層雲紗的生長和消逝，探測器發回了這朵長而引人注目的白雲的醒目圖像。

然而，由於火星大氣層的快速、多變的動態變化，以及許多航天器軌道的限制，很難持續觀察到這朵雲的整體，限制了我們對它如何以及為何形成和隨時間變化的認識。

在GIF圖中，左邊的黑色區域是火星的夜景，而右手邊的棕褐色面罩則是覆蓋了火星未被成像的部分區域。藍線標誌著”終結者”–星球晝夜兩邊的邊界。由於雲層在日出前就開始生長，所以有時即使在夜晚也能看到它。之所以能做到這一點，是因為它位於地表上方，所以太陽光仍能照亮它靠近終結點的地方。

西班牙畢爾巴鄂巴斯克地區大學的豪爾赫-埃爾南德斯-貝納爾說：”為了清除這些障礙，我們使用了火星快車的一個秘密工具–視覺監控攝像機，或VMC。”他是新發現的主要作者，也是研究雲的動態的長期項目的一部分。

Jorge及其同事的工作展示了VMC的一個令人興奮的用途。VMC也被暱稱為火星網絡攝像頭，它的分辨率與2003年標準電腦網絡攝像頭的分辨率相似。它的安裝是為了直觀地確認”獵犬2號”著陸器，它早在2003年就成功地與”火星快車”分離了–之後它就被關閉。幾年後，該攝像頭被重新激活，並用於收集火星圖像，用於公眾參與和外展活動，但仍未用於科學研究。

“然而，最近，VMC被重新歸類為科學相機，”Jorge補充道。”雖然它的空間分辨率很低，但它的視野很寬廣–這對於在不同的局部時間看清大局至關重要–而且對於跟踪一個特徵在很長一段時間內和小時間步長的演變是非常美妙的。因此，我們可以在多個生命週期中研究整個雲。”

研究小組將VMC的觀測結果與另外兩個火星快車儀器–歐米茄和HRSC–以及其他幾個航天器的觀測結果結合起來，即美國宇航局的火星大氣和揮發性演化（MAVEN）、火星偵察軌道器（MRO）和維京2號任務以及印度空間研究組織的火星軌道器任務（MOM）。”當我們深入研究維京2號在20世紀70年代的觀測結果時，我們特別興奮，”豪爾赫說。”我們發現，這個巨大的、迷人的雲層在那麼久之前就已經有了部分影像–現在我們正在詳細探索它。”

研究結果顯示，在最大的時候，這朵雲的長度約為1800公里，直徑150公里。它是迄今為止在火星上看到的最大的”orographic “雲，這意味著它的形成是由於風被行星表面的地形特徵（如山脈或火山）被迫向上的結果。在這種情況下，Arsia Mons擾動了火星大氣層，引發了雲的形成；濕潤的空氣隨後被上升氣流從火山的側面送上，隨後在更高、更冷的高度上凝結。

雲層每天都會經歷一個快速的循環，每天早上都會​​重複，持續數月。日出前，它在阿爾夏芒斯西坡開始生長，然後向西擴展兩個半小時，在45公里的高度上以超過600公里的時速快速增長。然後，它停止膨脹，脫離最初的位置，並被高空風仍然進一步向西拉，然後在清晨晚些時候隨著空氣溫度隨著太陽的升起而蒸發。

“許多火星軌道器由於其軌道的特性，直到下午才能開始觀測這部分錶面，所以這確實是對這一有趣特徵的第一次詳細探索–這不僅是由於火星快車的各種儀器套件，而且是由於它的軌道，”共同作者Agustin Sánchez-Lavega解釋說，他也是巴斯克地區大學的，VMC的科學負責人。

在太陽系中，沒有其他氣候系統被認為與地球的氣候系統像火星系統一樣相似–但即使如此，這兩顆行星仍然表現出明顯而有趣的差異。”雖然在地球上普遍觀察到了軌道云，但它們並沒有達到如此巨大的長度，也沒有表現出如此生動的動態，”奧古斯丁說。”了解這種雲給我們提供了令人興奮的機會，可以嘗試用模型複制雲的形成–這些模型將改善我們對火星和地球氣候系統的認識。”

除了以令人興奮的方式使用VMC，豪爾赫、奧古斯丁和同事們還克服了觀察火星上瞬時現象時的典型挑戰。像火星快車的HRSC這樣的高分辨率相機具有狹窄的視場，而觀測總是提前計劃好的。因此，氣象現象–通常是不可預知的–通常是偶然被捕捉到的。然而，一旦研究人員開始了解這種拉長雲的生命週期和年度模式，他們就能夠引導HRSC團隊在它出現時在正確的地方和正確的時間捕捉它。

“這些發現真正展示了”火星快車”的優勢–它獨特的軌道、長久的壽命、持久的質量以及在解決火星奧秘時的適應能力。”歐空局”火星快車”項目科學家Dmitrij Titov說。

“重新利用VMC成功地使我們能夠以一種其他方式無法理解這種瞬時雲的方式。VMC可以讓科學家們跟踪雲、監測塵暴、探測火星大氣中的雲和塵埃結構、探索地球極地冰蓋的變化等。它的重新投入使用不僅支持了”火星快車”探索火星的主要工具箱，而且為這項長期任務增加了新的價值，自2003年以來，它一直在揭示更多關於紅色星球的信息。”

研究結果顯示，該雲團最大時，長度約為1800公里，直徑150公里。它是迄今為止在火星上看到的最大的”orographic”雲，這意味著它的形成是由於風被行星表面的地形特徵（如山脈或火山）被迫向上的結果。在這種情況下，Arsia Mons擾動了火星大氣層，引發了雲的形成；濕潤的空氣隨後被上升氣流從火山的側面送上，隨後在更高、更冷的高度上凝結。

雲層每天都會經歷一個快速的循環，每天早上都會​​重複，持續數月。日出前，它在阿爾夏芒斯西坡開始生長，然後向西擴展兩個半小時，在45公里的高度上以超過600公里的時速快速增長。然後，它停止膨脹，脫離最初的位置，並被高空風仍然進一步向西拉，然後在清晨晚些時候隨著空氣溫度隨著太陽的升起而蒸發。

在太陽系中，沒有其他氣候系統被認為與地球的氣候系統像火星系統一樣相似–但即使如此，這兩顆行星仍然表現出明顯而有趣的差異。”雖然在地球上普遍觀察到了軌道云，但它們並沒有達到如此巨大的長度，也沒有表現出如此生動的動態，”奧古斯丁說。”了解這種雲給我們提供了令人興奮的機會，可以嘗試用模型複制雲的形成–這些模型將改善我們對火星和地球氣候系統的認識。”