2018-01-09 (星期二)

加拿大和美國北部地區天氣異常寒冷，加上近日的寒流讓那些「和火星比較」的說法又開始出現了。

可是「加拿大就像火星一樣寒冷」這假定是真的嗎？加拿大真的像火星一樣冷嗎？原來這個說法可圈可點…現在就由The Weather Network的氣象學家兼科學編輯Scott Sutherland來為我們來分析一下吧！

Temperatures across Canada and the northern United States have plunged since Christmas, due to a lobe of the polar vortex dipping far south over North America.  So, it's extremely cold, and the comparisons with Mars are starting to pop up again.  Is this for real, though?  Is it really as cold as Mars across parts of Canada?  Well, yes, and no. Let's have Meteorologist/Science Writer, Scott Sutherland, from The Weather Network to help us break this down...

首先講一下，在距離地球約7500萬公里的火星上，有一個美國太空總署（NASA）的氣象站探測器「Curiosity」。探測器位於火星上的烈風隕石坑，自2012年8月以來一直每天發送氣象讀數回來。

該儀器可以分查看氣溫，地面溫度，紫外線輻射和大氣壓的日常記錄。還可收集用於科學研究的濕度數據，測量風向和速度。

探測器分兩個軌跡運行：通過直接感測儀器周圍的空氣，量度距離地面約2米高的氣溫；另一方面則測量地面發射的紅外輻射。這樣做，可以確保兩者分開記錄空氣的溫度和地面溫度，因為這兩個值之間通常都存在萫顯著的差異，特別是在黑夜與白天之間。

接下來談談一些科學氣象：
火星上的地面和空氣像地球一樣，會受到加熱。陽光直接溫暖地面。這些熱量直接傳遞到最接近地面的空氣分子，在空氣中建立對流，而地面也發射紅外輻射，被空氣中的溫室氣體吸收。

不過，火星有一個大不同。首先，由於火星離太陽平均距離7500萬公里，所以太陽光沒有那麼強烈，所以地面所吸收的能量較少；第二，地表貧瘠，沒有植物或液體作吸收和保溫；第三，與地球相比，火星的大氣層極為稀薄，平均氣壓為6毫巴，而地球的平均氣壓為1013毫巴，這些極其稀薄的空氣大部分都集中在接近地面的地方。

因此，與地球相比，火星表面儲存的熱量較少，薄薄的空氣令較少的熱量被傳導離開地面，同時又吸收較少的由地面發射的紅外輻射，所以傳遞到空氣的熱量大多都會停留在貼近地面的空氣中。因此，如果測量火星地面和對上2米處的溫度，2米處的空氣將比地面處有顯著較冷的分別。

那麼，入正題了！

「加拿大就像火星一樣寒冷嗎？」

根據2018年1月3日的數據，火星的氣象站報告火星的日間最高空氣溫度為-21℃，而最高地面溫度為-2℃。根據空氣溫度這個數字，的確，加拿大有幾個地方比火星還要冷…

但是，等一下…!!!
看看在同一天在火星測量到的晚間最低空氣溫度，氣溫下降到-78℃！
即使計上風寒，我們也絕對不能有此低溫吧…

 

Data from the REMS instrument, from Curiosity Sol 1924, or Jan 3, 2018. Credit: NASA/Centro de Astrobiologia

還有一個重要因素需要考慮，就是位置的重要性，或更正確的說，緯度。

因為烈風隕石坑位於北緯5度，換言之探測器正好位於火星的熱帶地區。相比之下，就等如是在地球上的印尼熱帶雨林中間！

目前，火星的南半球正處於冬季，儘管在緯度上並沒有經歷太多的季節變化。如果我們把火星上的探測器移動到北緯50度，要是換了夏季，所錄到的氣溫將會比以上提到的更低…

但正所謂「認真就輸了」…
其實，「加拿大就像火星一樣寒冷」這個比喻只是一個幽默點，望以抵消寒冷天氣所影響的心情…不過，經此一說，又長知識了！