方形的雪、冰冷的地貌和霜凍都是紅色星球最寒冷季節的一部分。當冬天來到火星時，火星表面變成了真正的另一個世界的節日場景。雪、冰和霜伴隨著這個季節的零下溫度。其中最冷的一些發生在兩極，那裡的溫度低至零下190華氏度（零下123攝氏度）。

儘管它很冷，但不要指望會有堪比落基山脈厚厚的雪，火星上沒有一個地區的積雪超過幾英尺，其中大部分是落在極其平坦的地區。而紅色星球的橢圓軌道意味著需要更多的時間來過冬：一個火星年大約是兩個地球年。

火星上也會降雪，並形成冰和霜。美國宇航局在紅色星球上的航天器和圍繞紅色星球運行的航天器揭示了與我們在地球上體驗冬天的相似之處和不同之處。

儘管如此，由於美國宇航局的機器人火星探測器，這個星球提供了獨特的冬季現象，科學家們已經能夠研究這些現象。以下是他們所發現的一些情況。

兩種類型的雪

火星的雪有兩種類型：水冰和二氧化碳，或乾冰。由於火星的空氣非常稀薄，溫度非常低，水冰雪在接觸到地面之前就昇華了，或者說變成了氣體。乾冰雪實際上到達了地面。

南加州美國宇航局噴氣推進實驗室的火星科學家Sylvain Piqueux說：”落下的雪足夠多，你可以用雪鞋穿過它”，他的研究包括各種冬季現象。”不過，如果你在尋找滑雪場地，你必須進入火山口或懸崖邊，那裡的雪可以在傾斜的表面上堆積。”

HiRISE捕捉到了這些”大沙丘”，也被稱為barchans。二氧化碳霜和冰在冬季已經在沙丘上形成；當這在春季開始昇華時，顏色較深的沙丘沙子就顯現出來。資料來源：美國宇航局/JPL-加州理工學院/亞利桑那大學

我們如何知道它下雪

雪只出現在火星最冷的地方：在兩極，在雲層下，以及在夜間。軌道航天器上的相機無法看穿這些雲層，而地面任務也無法在極度寒冷的環境中生存。因此，從來沒有人拍攝到過落雪的圖像。但是科學家們知道它的發生，這要歸功於一些特殊的科學儀器。

美國宇航局的火星勘測軌道飛行器可以通過其火星氣候探測儀來窺視雲層，該儀器可以探測到人眼無法感知的波長的光。這種能力使科學家能夠探測到落到地面的干冰雪。而在2008年，美國宇航局將鳳凰號著陸器送入火星北極1000英里（約1600公里）的範圍內，在那裡，它使用激光儀器探測落到表面的水冰雪。

美國宇航局的科學家可以在風暴中逐層測量雪粒子的大小和形狀分佈。全球降水測量任務是一個國際衛星項目，每三小時對全世界的雨雪進行新一代的觀測。

立體雪花

由於水分子在凍結時如何結合在一起，地球上的雪花有六個面。同樣的原則也適用於所有的晶體。原子排列的方式決定了一個晶體的形狀。就二氧化碳而言，乾冰中的分子在凍結時總是以四種形式結合。

“Piqueux說：”由於二氧化碳冰具有四的對稱性，我們知道乾冰雪花將是立方體形狀的。感謝火星氣候探測器，我們可以知道這些雪花將小於人類頭髮的寬度。”

HiRISE相機捕捉到了這張冬季中一個火山口邊緣的圖像。火山口朝南的斜坡接受陽光較少，已經形成了成片的、明亮的霜，在這張增強顏色的圖像中可以看到藍色。資料來源：NASA/JPL-Caltech/亞利桑那大學

水和二氧化碳都可以在火星上形成冰霜，這兩種類型的冰霜在火星上出現的範圍遠遠大於雪。維京號登陸器在20世紀70年代研究火星時看到了水霜，而美國宇航局的奧德賽軌道飛行器則觀察到霜的形成和在早晨的太陽下昇華消失。

HiRISE拍攝到了這個春天的場景，當時凍結在土壤中的水冰將地面分成了多邊形。半透明的二氧化碳冰允許陽光照射進來，加熱通過通風口逸出的氣體，將深色物質的扇子釋放到表面（在這張增強的彩色圖片中顯示為藍色）。資料來源：NASA/JPL-Caltech/亞利桑那大學

也許最神奇的發現是在冬季結束時，當所有堆積的冰開始”解凍”併升華到大氣中時。當它這樣做時，這些冰呈現出奇異而美麗的形狀，使科學家們想起了蜘蛛、達爾馬提亞斑點、煎蛋和瑞士奶酪。

這種”解凍”也導致間歇泉的噴發。半透明的冰允許陽光加熱它下面的氣體，而這些氣體最終會迸發出來，把塵埃扇到表面。科學家們實際上已經開始研究這些扇子，作為了解火星風向的一種方式。