ภูมิอากาศของดาวอังคาร
จากดาวเคราะห์ทั้งหมดในระบบสุริยะ ฤดูกาลของดาวอังคารมีความใกล้เคียงกับโลกมากที่สุด เนื่องจากความเอียงของแกนการหมุนของดาวทั้งสองที่คล้ายคลึงกัน ระยะเวลาของแต่ละฤดูกาลบนดาวอังคารมีความยาวประมาณสองเท่าของฤดูกาลบนโลก เพราะดาวอังคารมีระยะห่างจากดวงอาทิตย์มากกว่า หนึ่งปีของดาวอังคารจึงยาวนานร่วมสองปีของโลก
อุณหภูมิบนพื้นผิวดาวอังคารผันแปรจากค่าต่ำสุดที่ประมาณ –143 องศาเซลเซียส ที่บริเวณแผ่นขั้วดาวในฤดูหนาว[8] จนถึงค่าสูงสุดที่ประมาณ 35 องศาเซลเซียส (95 องศาฟาเรนไฮต์) ในฤดูร้อนบริเวณศูนย์สูตร[9] การมีช่วงอุณหภูมิที่กว้างมากเช่นนี้เป็นผลมาจากบรรยากาศที่เบาบางจนไม่สามารถกักเก็บความร้อนจากดวงอาทิตย์ได้มากนัก การมีความกดอากาศที่ต่ำ และการที่มีค่าความเฉื่อยความร้อนต่ำของดินบนดาวอังคาร[161] ระยะห่างจากดวงอาทิตย์ถึงดาวอังคารคิดเป็น 1.52 เท่าเมื่อเทียบกับระยะจากดวงอาทิตย์ถึงโลก ทำให้ดาวอังคารได้รับแสงจากดวงอาทิตย์เพียงร้อยละ 43 ต่อหน่วยพื้นที่เมื่อเทียบกับโลก[162]
ถ้าหากดาวอังคารมีวงโคจรแบบเดียวกับโลกแต่ละฤดูกาลของดาวอังคารก็จะเหมือนโลก แต่การมีความเยื้องศูนย์กลางของวงโคจรมากกว่าเมื่อเปรียบกันนี้เองที่ส่งผลกระทบสำคัญ ดาวอังคารเข้าใกล้จุดใกล้ดวงอาทิตย์ที่สุดเมื่อเป็นฤดูร้อนในดาวซีกใต้ซึ่งดาวซีกเหนือก็จะเป็นฤดูหนาว และเข้าใกล้จุดไกลดวงอาทิตย์ที่สุดเมื่อเป็นฤดูหนาวในดาวซีกใต้ซึ่งดาวซีกเหนือก็จะเป็นฤดูร้อน ผลที่ตามมาคือฤดูกาลในดาวซีกใต้จะรุนแรงมากกว่าและฤดูกาลในดาวซีกเหนือจะอ่อนเบากว่าอีกซีกหนึ่งในแต่ละกรณี อุณหภูมิในฤดูร้อนของดาวซีกใต้สามารถอุ่นได้มากกว่าอุณหภูมิในฤดูร้อนของดาวซีกเหนือได้ถึง 30 เคลวิน (30 องศาเซลเซียส หรือ 54 องศาฟาเรนไฮต์)
ดาวอังคารมีพายุฝุ่นที่ใหญ่ที่สุดในระบบสุริยะ มีได้ตั้งแต่พายุในพื้นที่เล็ก ๆ ไปจนถึงพายุขนาดมโหฬารที่ครอบคลุมทั่วทั้งดาวเคราะห์ พายุเหล่านี้มักจะเกิดขึ้นเมื่อดาวอังคารเข้าใกล้ดวงอาทิตย์และแสดงให้เห็นการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิบนดาว[164]
วงโคจรและการหมุน
ดูบทความหลักที่: วงโคจรของดาวอังคาร
ดาวอังคารห่างจากดวงอาทิตย์ประมาณ 230 ล้านกิโลเมตร (143 ล้านไมล์) คาบการโคจรเท่ากับ 687 วัน (โลก) แสดงด้วยวงสีแดง สีน้ำเงินคือวงโคจรโลก
ดาวอังคารไกลจากดวงอาทิตย์ด้วยระยะทางเฉลี่ย 230 ล้านกิโลเมตรโดยประมาณ (1.5 หน่วยดาราศาสตร์) และมีคาบการโคจรเท่ากับ 687 วันของโลก หนึ่งวันสุริยะบนดาวอังคารยาวกว่าหนึ่งวันของโลกเพียงเล็กน้อยคือเท่ากับ 24 ชั่วโมง 39 นาที 35.244 วินาที หนึ่งปีของดาวอังคารเท่ากับ 1.8809 ปีของโลก หรือ 1 ปี 320 วัน กับอีก 18.2 ชั่วโมง[6]
ดาวอังคารมีความเอียงของแกนเท่ากับ 25.19 องศา สัมพัทธ์กับระนาบการโคจรซึ่งคล้ายคลึงกับความเอียงของแกนโลก[6] เป็นผลให้ดาวอังคารมีฤดูกาลคล้ายโลกแม้ว่าแต่ละฤดูบนดาวอังคารจะยาวเกือบสองเท่าเพราะคาบการโคจรที่ยาวนานกว่า ณ ปัจจุบัน ขั้วเหนือของดาวอังคารมีการวางตัวชี้ไปใกล้กับดาวฤกษ์เดเนบ[11] ดาวอังคารผ่านจุดไกลดวงอาทิตย์ที่สุดในเดือนกุมภาพันธ์ 2012[165][166] ผ่านจุดใกล้ดวงอาทิตย์ที่สุดในเดือนมกราคม 2013[165] จุดไกลดวงอาทิตย์ที่สุดถัดไปคือมกราคม 2014[165] และจุดใกล้ดวงอาทิตย์ที่สุดถัดไปคือธันวาคมปีเดียวกัน[165]
ดาวอังคารมีความเยื้องศูนย์กลางของวงโคจรค่อนข้างเด่นชัดที่ประมาณ 0.09 เมื่อเทียบกับดาวเคราะห์อื่นอีกเจ็ดดวงในระบบสุริยะแล้ว มีเพียงดาวพุธเท่านั้นที่มีความเยื้องศูนย์กลางของวงโคจรมากกว่า เป็นที่ทราบว่าในอดีตดาวอังคารมีวงโคจรที่กลมมากกว่าในปัจจุบันมาก ที่ขณะหนึ่งเมื่อ 1.35 ล้านปีก่อน ดาวอังคารมีความเยื้องศูนย์กลางที่ราว 0.002
ซึ่งน้อยยิ่งกว่าโลกในตอนนี้[167] วัฏจักรความเยื้องศูนย์กลางของดาวอังคารอยู่ที่ 96,000 ปีโลก เทียบกับโลกที่วัฏจักรเดียวกันอยู่ที่ 100,000 ปี[168] ดาวอังคารยังมีวัฏจักรความเยื้องศูนย์กลางอีกแบบหนึ่งที่กินเวลายาวนานกว่านี้ด้วยคาบราว 2.2 ล้านปีโลก ซึ่งมีความสำคัญบดบังกราฟวัฏจักร 96,000 ปี นับจาก 35,000 ปีที่ผ่านมา วงโคจรของดาวอังคารมีความเยื้องศูนย์กลางเพิ่มขึ้นทีละน้อยเพราะผลกระทบเชิงโน้มถ่วงจากดาวเคราะห์ดวงอื่น ๆ ระยะที่ใกล้ที่สุดระหว่างโลกและดาวอังคารจะลดลงอย่างค่อยเป็นค่อยไปต่อเนื่องตลอดระยะเวลา 25,000 ปีข้างหน้า[169]
มีการตรวจพบแอมโมเนียอย่างคร่าว ๆ บนดาวอังคารแล้วเช่นกันโดยยานดาวเทียมมาร์สเอ็กซ์เพรส แต่ด้วยความที่เป็นสารช่วงชีวิตค่อนข้างสั้นจึงไม่เป็นที่แน่ชัดว่าถูกสร้างมาจากอะไร[158] แอมโมเนียนั้นไม่เสถียรในบรรยากาศของดาวอังคาร และจะแตกสลายไปในเวลาเพียงไม่กี่ชั่วโมง แหล่งกำเนิดหนึ่งที่น่าจะเป็นไปได้คือกิจกรรมของภูเขาไฟ[158]
ออโรรา
ในปี 1994 ยานอวกาศมาร์สเอ็กซ์เพรสขององค์การอวกาศยุโรปพบการเรืองแสงอัลตราไวโอเลตจาก “ร่มแม่เหล็ก” ในซีกใต้ของดาวอังคารไม่มีสนามแม่เหล็กที่ครอบคลุมทั้งดาวซึ่งจะนำทางอนุภาคมีประจุทั้งหลายให้เข้าสู่ชั้นบรรยากาศ ดาวอังคารมีสนามแม่เหล็กรูปร่มอยู่หลายแห่ง ส่วนใหญ่อยู่ในซีกใต้ซึ่งเป็นซากหลงเหลือของสนามแม่เหล็กซึ่งเคยครอบคลุมทั้งดาวแต่เสื่อมสลายไปเมื่อหลายพันล้านปีก่อน
ในปลายเดือนธันวาคม 2014 ยานอวกาศเมเว็นของนาซาตรวจพบหลักฐานการแผ่กระจายเป็นบริเวณกว้างของออโรราบนซีกเหนือของดาวอังคาร และทอดต่ำลงถึงละติจูดประมาณ 20–30 องศาเหนือจากเส้นศูนย์สูตรดาวอังคาร ในขณะที่ออโรราบนโลกอยู่ในระยะสูง 100 ถึง 500 กิโลเมตรจากผิวดาวเคราะห์ แต่บนดาวอังคารอนุภาคที่ก่อให้เกิดออโรราทะลวงผ่านบรรยากาศของดาวเคราะห์เข้ามาสร้างออโรราขึ้นในระดับต่ำกว่า 100 กิโลเมตรจากพื้นผิว สนามแม่เหล็กในลมสุริยะโอบคลุมดาวอังคาร เข้าสู่บรรยากาศ และอนุภาคมีประจุตามเส้นแรงแม่เหล็กของลมสุริยะเข้าสู่บรรยากาศทำให้ออโรราเกิดขึ้นภายนอกร่มแม่เหล็ก[159]
วันที่ 18 มีนาคม 2015 นาซารายงานการตรวจพบออโรราที่ยังไม่เป็นที่เข้าใจแน่ชัด และเมฆฝุ่นที่ยังไมมีคำอธิบายภายในบรรยากาศของดาวอังคาร
