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导语：火星的大气与地球的动荡自然相匹配
创作编辑 原创作者：小霓
任何坐过飞机的人都可以证明 ， 在地球大气层中 ， 湍流无处不在 。 在阳光明媚的日子里 ， 一团团的热空气在天空中翻腾 。 山脉就像空气河流中的岩石 ， 在下风处留下漩涡 。 在高处 ， 气流在绕地球运行时会产生漩涡 。
我们接受这种行为是正常的 ， 尽管在 35000 英尺高处尝试啜饮淡饮料时很烦人 。 湍流是气体和液体在强烈搅拌时发生的一般特性 ， 预计会出现在所有行星大气中：就地球和火星而言 ， 其尺度分别大于约 1 毫米和 1 厘米 。 在此之下 ， 大气就像糖蜜 ， 所以不存在更小的漩涡 。
到目前为止 ， 科学家们一直专注于了解太阳能搅动陆地和火星大气的方式 ， 重点关注覆盖数千公里或更大尺寸的结构；他们忽略了从这个尺寸到耗散尺度的尺度 。 理论家提出 ， 在这些尺度上 ， 大气应该遵循对搅拌机制的细节不敏感的统计（湍流）定律 。 到目前为止 ， 我们只能在地球上量化这些定律 。 但要充分验证这些量表所扮演的角色 ， 我们需要一个新的比较点 。 现在陈等人的一项新研究 。 报道称 ， 火星大气中的湍流特性与地球非常相似 。
数十年的观测和模拟使科学家们对全球范围内的火星大气动力学有了很好的了解 ， 包括从赤道到两极的类似于地球的环流单元 。 这种行为是由太阳的温暖和行星的自转等全球因素驱动的 ， 它们可以从物理定律中预测出来 。 但与经典的流体定律不同 ， 湍流定律描述了强烈搅拌流体的混乱、随机性 。 这里的模式是随机的：它们可以在统计上进行审查 ， 但不能精确预测 。 因此 ， 在更容易掌握的尺度上的大气动力学——例如 ， 地球上山脉、建筑物、树木和其他影响湍流的事物大小的尺度——只能通过统计来处理 。 在气流中 。
为此 ， 作者对火星大气进行了最详细的统计分析 。 他们使用了一个名为火星分析校正数据同化的公共数据集 ， 其中包括来自航空局的火星全球勘测者轨道器的5 年测量数据 ， 还使用全球大气环流模型来填补空白 。
作者发现 ， 从统计学上看 ， 温度、压力和风速等参数在火星上的表现与地球非常相似 。 事实上 ， 在数学上 ， 支配它们行为的幂律的指数几乎是相同的 。
【火星的大气与地球的动荡自然相匹配】这一发现暗示了一些关于基础物理学的深刻意义：某些模式可能出现在所有行星大气中 。 尽管物理学仍然无法预测湍流大气的确切状态 ， 但试图定义这些模式的统计数据的经典定律确实成立 。
作者指出 ， 通过这种方式 ， 这项研究告诉我们关于地球的信息和关于火星的信息一样多：它表明 ， 将我们的飞行中饮料洒在我们的托盘桌上的规律并不是独一无二的 ， 而是适用于火星和金星 ， 其他具有强大大气层的类地行星 。
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