金星的“反天气”
金星表面，如金星 13 号所见。图片来源：金星 13/Don P.Mitchell
（蜘蛛网eeook.com）据今日宇宙（作者：Andy Tomaswick）：几十年来，金星表面的状况在很大程度上一直是个谜。卡尔·萨根 （Carl Sagan） 有句名言指出，人们很快就会根据从地球上收集的少量证据得出结论，例如那里生活着恐龙。但仅仅因为我们拥有的实际数据很少并不意味着我们不能从我们所拥有的数据中得出结论，更好的是模型。
索邦大学的马克森斯·勒费弗尔 （Maxence Lefèvre） 和他的同事发表的一篇新论文利用了从金星表面收集到的少量数据，并用它来验证金星表面的风和尘埃状况的模型——所有这些都是为了让下一轮金星探测器的工作更容易。
该论文在 arXiv 上以预印本形式提供，重点关注两个主要指标——温度波动和粉尘传输。重要的是，它以不同的方式对地球的不同部分进行了建模，这是第一次进行此类研究，但对于分离作为这两种条件背后驱动力的一些特征绝对至关重要。但温度和尘埃传输的关键潜在力量在金星上和在地球上是相同的——风。
金星号是唯一成功降落在金星表面的飞船之一，其测量结果显示，大气层底部的风速仅为区区 1 m/s。与地球上的 20 m/s 甚至火星上的 40 m/s 相比，这听起来可能并不多。但金星的大气层比我们的大气层或火星的大气层都厚，因此需要更多的能量才能使其达到与其姊妹行星相当的速度。即便如此，它仍然对表面温度和空气中的灰尘量产生重大影响。
金星的“白天”有 117 个地球日长，而夜晚的长度同样长。这会导致大气层发生巨大变化，因为地球在白天逐渐被太阳辐射加热，并在夜间被自身的红外辐射逐渐冷却。但根据该论文，这些变化对于地球的不同地区来说是不同的，尤其是与“高地”（即山区）和“低地”（即平原）不同，热带和两极之间也不同。
在热带地区，有一个非常明显的“昼夜变化”，这意味着风以非常不同的模式发生，具体取决于地球上他们所在的白天还是黑夜。在中午，风吹上坡（在技术术语中称为“anabatic”），因为它们下面的地面被加热将其推上去。然而，在夜间，这个过程会逆转，因为表面的红外冷却导致空气冷却，从而产生被称为“katabatic”的下坡风。
这些过程对地表温度有直接影响，因为卡塔巴风导致下坡流动的空气压缩，从而使其升温，并在称为绝热变暖的过程中抵消来自地表的红外冷却。从本质上讲，山区的风使温度保持稳定——昼夜周期之间的波动小于 1 开尔文。相比之下，对于没有相同冷却效果的“低地”来说，大约 4 开尔文的摆动。
靠近两极，这种动态发生了变化，风不断地呈卡塔巴特流，这再次抵消了该行星在这些纬度的持续红外冷却。鉴于未来的任务，如 Envision 和 Veritas，将着眼于两极，因此最好在它们到达之前了解这些过程。
另一个探测器达芬奇目前计划几十年来首次降落在金星表面。计划的下降将在一个名为 Alpha Regio 的地区进行，该地区是赤道附近的一个高地高原，与周围的一些低地地区相比，该地区的温度波动将更为温和。但 DaVINCI 探测器会被周围漂浮的灰尘炸毁吗？根据研究人员的计算，阿尔法雷吉奥 45% 的土地的风力足以提升 75 微米粒径的“细沙”，这很可能。这将使达芬奇计划的着陆区直接位于正在进行的细颗粒风暴的路径上，这可能会根据一天中到达的时间而有所不同。
所有这些工作都是由一种新的行星“区域”模拟驱动的，该模拟将这些单独的区域分解为可计算的天气模型，而不是试图将整个表面建模为一个单一的块。但这并不意味着这项工作仍然不能改进——作者提到根据反照率和热惯性向表面的不同部分添加不同的热特性，或者考虑金星大气中占主导地位的 CO2 的热吸收值，在不同温度下。
但论文作者和其他研究金星大气层的研究人员距离新一批探测器到达第二颗行星还有一段时间——至少当他们到达时，他们会更好地了解是什么可能导致了他们发现的一些特征。
