2017/5/5 火星進入春分時刻

發布單位:臺北市立天文科學教育館 觀測方式:vtype_1.jpg vtype_3.jpg 

  火星如同地球一樣, 一年中也有著春夏秋冬的季節變換。火星將在2017年5月5日進入它的春分時刻,意即太陽直射火星赤道,火星北半球即將進入春季,南半球進入秋季。春分之後,太陽直射火星的緯度會愈來愈北,北半球接收到的太陽光熱愈來愈多而升溫,可能造成火星北極極冠中的乾冰逐漸昇華,使北極極冠面積縮小。

  火星自轉一周約比地球的23小時56分還多39分35秒。火星繞太陽公轉一周的一火星年時間,相當於668火星日,或684地球日。火星自轉軸相對於其公轉面約有25.19度的傾角,比地球的23.44度稍多些。這使得火星也有四季變化。

  由於火星軌道離心率(橢圓率)0.1,比地球的0.02還大很多,所以和地球4季差不多等長的狀況不一樣,火星北半球春季(南半球秋季)的時間長達193.30天,比北半球夏季178.64天、秋季142.70天、冬季153.95天還長許多。


  火星在太陽系中是個特別的行星,它的一火星太陽日(Sol)僅比地球的平均太陽日(24小時)還長39分35.244秒;它公轉一周約684地球日,所以一火星年約有668火星日;它自轉軸傾角約25度,與地球的23.5度相差無幾;它位在太陽系的適居區中,意即如果它表面有水,能以液態方式存在,事實上目前的太空船探測結果顯示火星古代很可能擁有一個潮濕的環境,甚至是海洋。這種種特徵,讓不少科學家拼了命的要在火星上尋找生命存在過的證據,可惜到目前為止還未達成目的,但科學家們迄今興致未減。

  科學家為了方便,將火星的一天也規定為24小時,不過是火星的「地方太陽時(Local Solar Time,LST)」。LST與所在地的火面經度有關;每一個降落在火星表面的任務太空船都遵循降落地的LST,以便能直接反應太陽在天空中的位置,讓工程師們能調整相機視角,拍攝有光照亮的地方。

  雖然有許多相似之處,但火星和地球也有許多迥異之處,其中之一就是火星沒有像月球那麼大的天然衛星緩緩繞行,也因此沒辦法制訂出「月」的概念;即便之前曾有人提出一些虛構的月曆,但都無法推行使用。

  目前科學家採行的火星年度時間標示方式是所謂的太陽經度(solar longitude),簡寫為Ls,當Ls=0°時為春分,90°為夏至,180°為秋分,270°為冬至。科學家們人為定義:1955年4月11日的火星位在Ls=0°的位置,且當年為火星1年;而後的太空任務中,水手9號(Mariner 9)、維京人號(海盜號, Viking)、弗伯斯號(Phobos)和探路者號(Pathfinder)分別發生於火星9-12年、12-15年、19-20年和23年。以此對照,西元1992-1999年執行的毫米波觀測是在火星21-24年,而西元1997-1999的火星全球勘測者號(Mars Global Surveyor)TES觀測則是在火星23和24年執行。

  在地球上,春夏秋冬季節的長度幾乎相同,因為地球公轉軌道接近圓形,所以幾乎以等速繞太陽公轉。然而,火星的軌道橢圓率(偏心率)比地球大許多,使火星相對於太陽的距離變動比例比較大。當火星在遠日點(彼時火星距離太陽約2億4900萬公里)時,公轉速度比較慢,而此時的太陽經度Ls=70°,接近火星北半球夏至;火星在近日點(火日距離約2億700萬公里)時,公轉速度比較快,彼時Ls=250°,接近火星北半球冬至,或南半球的夏至。而火星沙塵暴的季節,約在過近日點後、接近Ls=260°時開始。

  遠日點日期恰巧接近北半球夏至這件事,意味著火星北半球的氣候比南半球溫和。而對火星南半球而言,夏季熱而短,冬季冷而長,冬夏季節的對比相差很大。

  其他年份的火星兩分兩至發生日期,可參考下列網址:

http://www.planetary.org/explore/space-topics/mars/mars-calendar.html

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