太阳系中的行星由于其轨道倾斜而经历季节,因此一个半球在一年中的某些时候比其他时候更频繁地面向太阳。然而,还有另一个因素也会影响一些行星的天气和条件,那就是它们在绕太阳轨道上的位置。地球有一个相对圆形的轨道,因此在不同点距太阳稍近或稍远造成的差异很小。但火星的轨道比地球的轨道更加偏心或椭圆形,这意味着根据行星距离太阳的距离不同,情况也会有所不同。
美国宇航局最近发布的两张火星图像说明了这种效应,显示了火星距离太阳最近和最远的位置。这些图像由名为 MAVEN(即火星大气和挥发性演化)的火星轨道飞行器拍摄,分别于 2022 年 7 月和 2023 年 1 月相隔六个月拍摄,显示了行星环境如何随季节和行星轨道而变化。

第一张照片是在火星南半球夏季拍摄的,当时火星距离太阳最近。该图像是由 MAVEN 的成像紫外光谱仪 (IUVS) 仪器拍摄的,该仪器在紫外波长下工作。因此,要创建图像,必须将仪器的值转移到可见光范围内。
这有助于找出图像的关键特征,例如以紫色显示的大气臭氧。这也是为什么行星表面在某些地方呈现绿色,尽管在可见光波长下拍摄时实际行星呈现红色或橙色。在地球的底部,您可以看到南极冰盖,在相对温暖的夏季天气中,冰盖已经缩小。

第二张照片显示了火星的北半球,是在火星经过距太阳最远点时拍摄的。在这里您可以看到整个北极的亮紫色臭氧层。这种臭氧是在冬季大气中的二氧化碳被阳光分解时形成的。当春天到来时,臭氧与水蒸气发生反应并被破坏。
MAVEN 用于研究火星的大气层和天气,此前曾研究过夏季如何从极地冰盖中吸收水蒸气,以及周期性席卷地球的大型沙尘暴对水蒸气的影响。