科学
揭秘"好奇号"火星车制动伞 五十年前竟已有原型
揭秘"好奇号"火星车制动伞 五十年前竟已有原型
北京时间6月26日消息，7周之内，美国宇航局的“好奇”号火星车便将在太空起重机的帮助下在火星表面着陆。在太空起重机利用绳索和制动火箭让“好奇”号慢慢降落盖尔陨坑之前，制动降落伞将首先打开，将“好奇”号以及太空起重机的速度降至亚音速。在设计“好奇”号制动伞过程中，宇航局将目光投向大约50年前进行的制动伞测试数据。
“好奇”号的制动伞是这辆火星车降落过程中所受到大气阻力的主要来源。这个制动伞直径64.7英尺(约合19.7米)，是一个盘缝带伞，由一个发射器打开。制动伞的主盘是一个圆顶形伞盖，顶部有一个洞，用于缓解空气压力。主盘下方有一个裂缝，充当通气口，防止伞盖破裂。裂缝下方是一条织物带，在设计上通过控制进气方向，提高横向稳定性。
在地球上测试制动伞这样的“好奇”号重要组件并不是件容易的事情，因为火星大气的厚度只有地球的百分之一，引力只有地球的三分之一。在地球上模拟这些环境虽然能够做到，但费用极高。在“好奇”号研发初期，任何高空超音速测试的费用都会达到令人望而却步的程度。当时，美国喷气推进实验室的工程师将制动伞的研究工作分为几个阶段，每个阶段独立进行测试，测试对象包括发射器打开、伞盖充气，充气后强度，超音速性能以及亚音速性能。幸运的是，从上世纪60年代晚期开始，宇航局就掌握了高空超音速降落伞的数据，所针对的探测器与“好奇”号体积相当。
在为1976年的“海盗”号火星任务研究相关细节时，宇航局拥有充足的预算，用于在上世纪60年代末之前将美国宇航员送上月球。在这种预算环境下，宇航局启动了3项降落伞测试计划， 分别是进入行星大气层降落伞计划(以下简称PEPP)，超音速行星进入探测器计划(以下简称SPED)和超音速高空降落伞实验(以下简称SHAPE)。
PEPP计划进行了16次高空超音速展开测试，其中有8次使用盘缝带伞，1次在上层大气层对直径64.7英尺的降落伞进行超音速测试。当时的降落伞共有72个幅段(“好奇”号降落伞共有80个幅段，用以降低织物压力和允许使用轻型织物)和72根将降落伞与束带连接在一起的伞绳。测试时，束带与载荷相连。载荷是一个直径15英尺(约合4.5米)的模拟飞船。
1967年7月28日，整个结构——载荷以及减速伞——在新墨西哥州罗斯威尔的沃克空军基地进行测试，搭乘一个2600万立方英尺(约合73万立方米)的热气球进入高空。3小时后，载荷进入测试所需高度——白沙导弹试验场上空大约13万英尺(约合4万米)。这一高度能够模拟降落时在火星上层大气层遇到的环境。
达到这一高度后，载荷脱离热气球。3.8秒后，火箭发动机点火，将模拟飞船的速度提升到1.5马赫。在此之后，束带拉开，弹出降落伞。降落伞随即充气，一度短暂塌陷，随后再次充气，3秒钟内完全充气并趋于稳定。测试中遇到的唯一一个大问题是伞盖的2个幅段出现破损，导致最小表面积减少不到0.5%。这项测试取得成功，证明在稀薄大气中打开直径64.7英尺盘缝带伞具有可行性。这种降落伞充气后可产生足够阻力，减缓载荷朝着目标行星表面的降落速度。
盘缝带伞参与了宇航局几十年来的火星任务。“海盗”号登陆器，“火星探路者”号漫游者，火星探测漫游者以及“凤凰”号登陆器都使用这种降落伞。太空起重机可能是所有火星任务中最为先进复杂并且精确度最高的登陆系统。相比之下，“好奇”号的减速伞虽然不是什么新技术，但也拥有长达近50年的成功服役史。(孝文)
相关阅读
探秘不可思议的"细菌走廊" 大气环流可运输真菌
据国外媒体报道，科学家目前通过最新的研究进一步发现十九世纪爱尔兰大饥荒中出现的神秘微生物有着令人惊异的来源。在十九世纪四十年代，爱尔兰爆发罕见的食物短缺，大饥荒导致该国人口急剧下降，超过一百万人流离失所，是爱尔兰历史上最严重的民族灾难事件之一。此外，研究人员发现作为爱尔兰居民主食的马铃薯大面积不明腐烂源于一种被称为“马铃薯晚疫病”的病菌所致，这种特殊类型的致病疫霉席卷了爱尔兰全国，最终导致由1845年开始长达七年的饥荒。
横跨大西洋的环流与云系或是微生物的“特殊走廊”
然而在150多年之后，美国国家航空航天局的科学家们一直在研究地球生物圈的神秘循环。研究结果显示，在高层大气还存在着令人惊讶的微生物循环模式，这比我们此前预期的微生物在大气中的循环高度更高，达到了十万英尺甚至更高的大气上层。根据一项名为“公民在空间”的研究工程，该工程旨在致力于普及公民科学与提高公民在太空探索中发挥的作用，研究人员发现马铃薯晚疫病病菌可能是通过高层大气的运动抵达爱尔兰。
负责该项研究的人员认为高层大气可能作为致病微生物的“全球运输系统”，在来自宇宙空间高水平的辐射背景下，可增加病菌或者微生物的突变几率，作为一种特殊的“疾病温床”。比如，在北非和加勒比海地区的之间形成的风带，每年可卷起大约十亿吨的沙粒和尘埃，其中每克沙中含有约一百万数量级的微生物，这些被“横扫”的大量沙尘最终散布在世界各大洋中。
根据参与本项研究的研究人员蒂娜·凯洛格（Christina Kellogg）与戴尔·格里芬（Dale Griffin）介绍：“撒哈拉大沙漠中的沙粒和尘埃也可能参与了全球性的尘埃与微生物循环，但是目前还没发现有人类感染性疾病与沙漠中的尘埃与沙粒有关。”在非洲大陆上卷起的尘土中，很有可能是导致加勒比海地区出现珊瑚疾病的原因。在克隆技术等细胞工程的高速发展下，许多现代作物的遗传多样性受到限制，有着相同的敏感性，这就使得某种疾病的爆发可以在短时间内席卷全球。
而在灾难发生时，大多数人的第一反应是将原有归结为来自汽车尾气等人为污染排放，或者地下散逸出火山气体等，直到通过现代科学的指引，找到最终的致命病菌。传统的观点认为在地球的高层大气上，由于缺少微生物所需的营养物质，而且在长期紫外线的辐射照射下，任何细菌都很难存活。但是根据最新的研究成果，地球的高层大气中却生活着顽强的病原体，甚至是微小的生物都可以在如此极端的环境下生存。
被喻为生命力最强的“不死生物”水熊虫可生活在接近绝对零度的超低温环境中，不仅如此，也可以生存在温度高达150摄氏度的条件下，其身长仅仅1.5mm，却可以承受住比其他动物强1000倍的致命辐射。值得一提的是，水熊虫也被称为宇宙生物，因为它们可生活在几乎真空的近地轨道上数天，也可以忍受住数十年没有水的生存环境。如果该理论是正确的，那么我们可以跟踪大气环流的运动以发现病原体的所在地。更重要的是，我们甚至可以阻止将来类似爱尔兰大饥荒的事件发生。（Everett/编译）
相关阅读
日本或将遇龙卷风等极端天气 气象厅吁警惕(图)
东日本地区(关东甲信、北陆、东海)和西日本地区(近畿至九州)18日的大气状态仍不稳定
5月18日电 综合报道，日本气象厅表示，东日本地区(关东甲信、北陆、东海)和西日本地区(近畿至九州)18日的大气状态仍不稳定，需警惕出现龙卷风等暴风、雷电和局部强降雨。
日本气象厅17日对岛根县、鸟取县、广岛县发布要求注意龙卷风的讯息。
气象厅表示，低于零下18度的冷空气17日进入日本列岛约5500米高空，致使西日本至东北地区出现大范围积雨云，局部地区有雷电。预计低于零下21度的强冷气流18日将由西向东通过日本列岛。西日本地区直至18日上午，东日本地区直至18日傍晚都需要进行警惕。
气象厅17日还发表高温警告。6月1日开始，北海道、冲绳和东北部分地区将会达到33度的高温。
此前，日本东部地区5月6日下午突遭龙卷风袭击，造成2人死亡，近50人受伤。这场灾害也导致约2万户家庭断电，部分新干线路段停驶。
相关阅读
NASA清除太空垃圾再出新招 气流脉冲令其焚烧
这幅图解展示了气体“脉冲”是如何把太空垃圾击落到地球大气层，并燃烧掉的
美国宇航局由电脑生成的图解显示了地球周围轨道里具有危险的太空垃圾。据悉有50万个人造太空垃圾以每秒5英里(8.05公里)的速度围绕地球运行
本周公布的一张图解显示的是CleanSpace One靠近一颗废弃的“立方卫星”
CleanSpace One将把废弃不用的卫星扔回地球大气层，让它们在重返过程中燃烧掉北京时间4月28日消息，地球轨道里有超过50万个“太空垃圾”，美国宇航局已经提出一项“清理”近地太空的激进方法。美国密歇根大学的一个科研组目前正在研究一种利用气体“脉冲”射击太空碎片的新技术。
该技术会增加轨道垃圾的摩擦力，令其下降坠落到地球大气层里。太空垃圾的运行速度高达每小时1.75万英里(2.82万公里)，很小一块这样的东西就能摧毁整颗卫星或飞船。这种情况还有引发“连串撞击”的危险，此时每一次撞击都会产生新碎片，引发更多产生碎片的撞击。碎片带已经致使很多轨道无法使用。
脉冲本身不会留下任何痕迹，这种新方法也不会在轨道里留下固体材料。很多以前提议的解决太空垃圾的“方案”存在缺陷，因为它们会产生更多碎片。其他计划包括瑞士设计的用来“清理”近地太空垃圾的“清洁工卫星(janitor satellite)”。这颗卫星会“捕捉”轨道里的碎片，并把它们扔进地球大气层，让它们在重返过程中燃烧掉。
这种被提议的新系统名叫太空碎片清除(SpaDE)系统，它将通过把大气气体脉冲发射到目标碎片必经路线上，清除轨道里的垃圾。这项研究将会产生描述技术结果的学术论文和报告，为包括模型、现场试验和最终部署太空碎片清除系统在内的未来研究打好基础。(孝文)
科学模拟实验大揭秘:2009年木星碰撞迷云散去
对比两次碰撞事件之后大气层密度分布状况，图左是1994年7月苏梅克/列维9号彗星碰撞角度，图右是2009年天体碰撞角度，木星大气层密度未被破坏的侧面轮廓位于图像背景。
据国外媒体报道，1994年7月，业余和专业天文学家都观测到苏梅克/列维9号彗星分解进入木星大气层，虽然这种类型的碰撞非常罕见，但事隔15年在2009年7月份木星表面出现第二次碰撞。此次碰撞的天体并未直接观测到，因此天文学家仅能依据图像中木星大气层的干扰情况来分析判断。
美国佛罗里达中央大学的贾拉德-庞德和加利福尼亚州大学圣克鲁兹分校研究小组共同研究分析2009年木星遭受碰撞的原因，由于没有直接的碰撞事件观测记录，研究小组使用数值模拟来更好地理解形成木星大气层较大干扰的原因。
使用三维流体力学代码，研究小组模拟了8次天体碰撞，他们选用的天体直径分别为0.5千米和1千米，不同的密度和成分(玄武岩或者冰)。通过使用相同的碰撞角度(69度)和碰撞速度(61.4千米/秒)，研究小组能够将2009年7月碰撞木星的天体可能的体积和构成成份缩小在较小范围内。
通过将苏梅克/列维9号彗星作为2009年碰撞事件的模拟对比，显示出碰撞形成羽状烟柱的差异性。2009年天体碰撞木星的角度将形成较浅的碰撞深度，以及较小、较平缓的烟柱。研究小组的模拟结果显示0.5千米直径天体碰撞可产生较小、平缓的烟柱，而1千米直径天体则可以产生较大、较快的烟柱。
天体碰撞穿透深度显然与碰撞天体的性质有关，在一定的碰撞角度，较大、较密集的碰撞天体，将更深地进入木星大气层。当研究小组对比苏梅克/列维9号彗星碰撞和2009年碰撞事件之后的状况，他们发现了一些差异之处。苏梅克/列维9号彗星产生的木星大气层干扰显著比2009年碰撞事件较大、较快。
研究小组模拟的8次天体碰撞中，多数0.5千米直径的天体不能计算作为2009年碰撞木星形成大气层干扰的因素。直径较小的天体无法足够渗透，在木星同温层形成壮观的干扰。通过计算模拟0.5千米直径天体的碰撞结果，研究小组能够界定出2009年7月碰撞天体的最小体积和密度，虽然多数0.5千米直径的碰撞天体已排除，但是0.5千米直径的玄武岩天体，以及所有1千米直径碰撞天体都会在木星大气层中产生足够强烟柱，抵达木星对流层氨冰云层高度。
研究小组提及目前有必要进行更多的模拟实验，从而以附加的参数来更好地缩小碰撞特征。此外，研究小组声称，氨气从对流层顶部传输至同温层，意味着必须对碰撞烟柱进行调查。在附加的研究中，研究小组希望未来能够提炼出2009年7月份木星碰撞事件相关大气层干扰的可能。研究小组的这项研究报告现发表在2月1日出版的《天体物理学杂志》期刊上。（卡麦拉）
研究称氧气形成于亿年前 地球处于"大氧化"时期
英国和美国研究人员18日联合发布的一份研究报告显示，25亿年前，也就是地球发生“大氧化”前，地球大气层处在交替变化的状态中，会周期性地出现一层由有机物组成的“薄雾”，这些现象对地球日后逐渐形成的气候系统有非常深远的影响。
此前有研究显示，“大氧化”大约发生在距今24.8亿至23.2亿年前，地球大气中的氧气就是在那个时期形成的，但导致这一事件发生的具体原因一直不明，这一事件前的大气状况也有很多未解之谜。
发表在最新一期英国学术期刊《自然·地球科学》上的研究报告则指出，频繁的微生物活动导致地球早期的大气层会周期性地在不含碳氢化合物的状态和富含碳氢化合物的状态间转换，在后一种状态下，大气会被一层有机物组成的“薄雾”所笼罩。类似状态目前能在土星的第六颗卫星上观察到。地球大气层不断周期性变化的状态一直持续到“大氧化”发生后才停止。
领导这项研究的英国纽卡斯尔大学地质学家奥布里说，之所以得出上述结论，是因为通过分析来自那一时期的海洋沉积物，研究团队首次找到证据，证实上述大气状态确实存在，“这让我们对‘大氧化’事件前的地球表面大气层状况有了更深入的了解”。
美国加州大学圣迭戈分校物理学院院长马克-蒂门斯指出，这项研究的另一个重要意义在于它加深了人们对大气悬浮颗粒物形成的认识，特别是那些有机物，而这些物质在大气层的衍化过程中有着非常重要的作用。
相关阅读
地球海水酸化速度史无前例 达到三亿年来最高值
海洋酸化示意图
有人喜欢指向气候变化时的循环，把降温之前的升温作为简单的事情丢弃掉。从这种角度看来，对气候变化的担忧有点类似于单纯的担心一半的学校教育低于平均水平。这就是为什么我们需要环境。我们需要了解这种明显的变化是更像一次世界首映还是一次相似的循环。
据《科学杂志》一份最新的文章，研究人员检测了环境与海洋酸化相关的地质记录，大气中增长的二氧化碳浓度导致PH值下降。研究小组（来自不同大学的21位科学家组成）评估了来自过去已知的或者有疑问的海洋酸化间隔的证据。研究结果提供了现在的趋势图以及潜在的后果。他们发现如果继续下去的，目前海洋的酸化速度会把我们推向一个3亿年来都无先例的地步。
酸性物质有几种方法在岩石中留下它们的足迹。碳同位素成分随着碳循环转移发生改变，例如像大气中的甲烷和二氧化碳这些温室气体的活动。存在于海洋贝壳中的硼同位素追随海水的PH值。海洋贝壳中其它微量元素（例如铀和锌）和钙的比例表明了碳酸盐离子的可用性。（海洋酸化不仅仅是在于PH值，而且碳酸盐饱和度的减少为贝壳钙化它们的外壳增加了困难。）除了这些之外，化石也记载了地球早期灾难事件中海洋物种的灭绝和形态变化。
这篇报道谈到了过去3亿年的时间，那不仅仅是个约整数，也是我们能想到的最早日期。原因是地球的板块构造学驱使海洋版块退回到俯冲带的地幔中，所有没有海洋地壳或者沉积物具有超过1.8亿年的历史。你得依赖于移动到大陆板块的海洋岩石所提供的有限信息回顾更远的历史。那就使建立一个全球景观变得更加困难，因为一些地区变得无法描述。而且随着这些记录向过去追溯的越来越远，历史时期和钙化生理学的不确定性降低了这些分析结果的可靠性。在3亿年前，某些测量的未知事物实在太多。
研究人员们调查的第一个时期是始于1.8万年以前末次冰期的末期。在经过了大约6000年的时间后，大气中的二氧化碳水平增加了30%，大约是77ppm的的变化。（仅供参考：大气中的二氧化碳的增长与过去50年的增加量相当）经过6000年的时间，海洋表面PH值降低了大约0.1个单位，平均到每个世纪大约是0.002单位，而我们目前的速度是每世纪超过0.1单位。
最后的冰川时代并未引发大量的灭亡，但是却引发了一些物种的变化。有孔虫类浮游生物的外壳减少了40%-50%，而球菌藻的下跌了25%。在大约300万年前的上新世暖期，大气中的二氧化碳含量大约和今天的一样，但是PH值只比工业化前状况低0.06-0.11个单位。这是因为这个事件持续了大约32万年左右。所以我们从化石记录看到的是地球升温导致的物种迁移，而不是钙化所导致的副作用。这是因为海洋酸化根本上取决于大气中二氧化碳含量的增加速度，不是绝对浓度。
接下来，研究人员把注意力转向了古新世到始新世的气候最暖期（或者PETM），这段时期发生在5600万年前。由于突然向大气中释放碳物质（然而却不如今天的排放突然），在2万年时间内全球温度增加了大约6摄氏度。PETM时期发生了7500万年来深海有孔虫类的最大灭亡，而且是近3亿年来的四大最严重珊瑚礁灾难之一。
我们没有这个时期的PH值完整记录，因此无法讲述多少灭绝是由海洋酸化导致的，与此相反的是海水升温导致的温度变化或者是水溶氧的减少。研究小组同样调查了中生代的几次大灭绝，中生代是恐龙的存活时期。三叠纪和侏罗纪的更替期就包括了大气中二氧化碳的在相当短的时期内大量增加（增加了1300-2400ppm），或许只有短短2万年。
作者写道：“推测这一时期发生了一场钙化危机，礁石和石珊瑚经历了几乎全部的倒塌。”然而尚不清楚的是这场灾难有多少责任归咎于酸化而不是升温。我们最终研究了大灭绝。二叠纪到三叠纪时期的大灭亡（大约2.52亿年前）造成大约96%的海洋生物灭亡。但是二氧化碳释放到大气中的速度比现在的排放速度低10-100倍。
最后研究人员们推断，古新世到始新世的气候最暖期、三叠纪侏罗纪的更替期、二叠纪三叠纪更替期与今天是最相似的，至少就酸化而言是这样的。由于后两者海洋化学数据的缺乏，古新世到始新世的气候最暖期对我们对比现在情况是最佳选择。但仍不完美的是二氧化碳的增长速度比今天要低。
或许更为重要的是事实上海洋化学过程的敏感度随后降低了。由于海洋中脊附近火山活动的差异，海水中的镁和钙的比例随着时间发生变化。当镁含量高的时候（就像今天一样），一种被称为霰石的碳酸钙变得非常显著。霰石比方解石可溶性更高，因此霰石海洋更容易受到酸化的影响。尽管古新世到始新世的气候最暖期不是以霰石海为特征，但对于许多海洋生物是一段动荡的时期。
在作者们频繁的指出区分海洋酸化和气候变化副作用困境的时候，他们争论说这事实上是一个学术运动。酸化、温度变化和溶解氧的变化史无前例的聚合到一起，那种组合造成了无法预知的情况。作者推断：“现在的二氧化碳释放速度显露出推动组合的能力，而且海洋化学的重大变化可能至少是过去3亿年地球历史上史无前例的，提高的可能性让我们进入了一种未知的海洋生态系统变化领域。”（过客/编译）
相关阅读
2011中国十大气候事件：雾霾天气西南干旱入选
本报讯 (记者金煜)昨日中国气象局公布的“2011年国内外十大天气气候事件”评选结果，雾霾天气入选国内十大天气气候事件。今年秋季以来，雾霾天气达到5-20天，也是北京几十年来比较多的一次。
雾霾天今年比较多发
中国气象局应急减灾与公共服务司司长陈振林表示，今年雾霾天气频繁，气象预警不断，交通连连受阻。今年我国雾霾天气日数比较多，跟常年比偏多，达到了5-20天，个别地方20天以上，北京也是几十年来比较多的一次。
中国气象科学院大气成分研究所副所长王亚强表示，空气中的水分是雾，悬浮在空气中的干尘粒，即“霾”，气科院正在开发预报平台，首先需要知道排放源，知道大气污染是怎么排放的，排放量多少，它的传输、沉降，及在大气中的化学过程。
今年平均气温提高0.5℃
中国气象局方面表示，今年全国平均气温偏高，为连续第十五年偏暖，常年是9.0℃，今年是9.5℃。
陈振林表示，今年全年前后冷暖起伏大，一月份异常寒冷，为34年最低，二月全国明显偏暖，四月到十月持续偏暖。今年的12月有两次冷空气影响，但比往年12月少了一次。
陈振林说，2011年极端天气事件频发，其原因是全球气候变暖带来大气环流异常。
2011国内十大天气气候事件
1 6月长江中下游地区旱涝急转。
2 西南地区夏秋两季降水异常偏少，“水贵如油”，干旱严重。
3 局地强降水致多个城市现“海景”。
4 平均年降水量创60年来最低。
5 夏季西南等地频遭高温热浪袭击，多地突破高温历史极值。
6 雾霾天气频繁，气象预警不断，交通连连受阻。
7 台风“梅花”路径异常，影响9省(市)。
8 春季降水偏少，风干物燥火险等级居高不下。
9 太阳活动日益频繁剧烈并显著影响地球。
10 “华西秋雨”为36年之最，多条江河发生罕见秋汛。
金星高层大气远比想象复杂 存明显温度变化(图)
北京时间9月29日消息，乍一看，为金星做天气预报似乎是一件极其简单而枯燥乏味的事情，因为金星上的天气几乎是一成不变的。但现在看来这一点可能要取决于你所处的位置。人们很早便已经知道金星是太阳系的地狱——地表温度超过480摄氏度，连铅块都会熔化。空气中弥漫着浓硫酸液滴组成的雾气，这还不算，这里的地表大气压是地球表面大气压的90倍，人站在上面会立即被压扁。因此，在规划金星考察计划时，永远不要指望金星上会有好天气，不过有一点倒是可以确定的，那就是金星的这种地狱般的天气是不会变的。
蒂姆·莱文古德(Tim Livengood)博士是美国国家地球与空间科学教育中心的研究员，现在他在马里兰大学任职，他说：“金星上发生的任何气候变化都将引人注意，因为这颗星球上有着太多的因素限制着天气的变化，这让这里的天空几乎一成不变。”
莱文古德解释说：“地球上存在四季变化，这是因为地球拥有23度的黄赤交角(即地球赤道面与黄道面之间的夹角)，这样一来，在一年之中地球上各地的光照强度以及白天的长短会出现变化。然而金星的黄赤交角数值太大了，它的这一数值为177度，这就相当于金星整个颠倒了过来，反而相当于仅有3度的角度了。因此太阳光几乎可以一直直射金星的赤道附近纬度带，季节变化很不显著。另外，金星的轨道偏心率也比地球的小，也就是说它的轨道形状更圆，这样也就不会出现离太阳太远或太近的情况，也就不会出现由于距离太阳远近的变化而导致的温度差异。你或许还会说，金星的晚上温度总会比白天低一些吧？确实，由于金星自转极慢，金星上的一晚上几乎要相当于地球上的两个月。但是事实上，由于金星被一层充满硫酸云和二氧化碳的浓厚大气层包裹，很难散热，因此它表面上白天和黑夜的温度几乎是一样高的。最后，金星上几乎所有的水都已经散失殆尽了，因此你也不能指望会有任何飓风或者暴雨来给你降降温。”
然而，根据最新一项由美国宇航局及其国际合作伙伴们进行的研究项目显示，在更高的海拔上，金星的高层大气却显示出了更加复杂的模式。研究小组利用望远镜发现在红外波段中观察时，在金星上空大约110公里远离令人窒息的云层上方，金星大气中间层和热层区域里寒冷，洁净的空气中正发生一些不同寻常的事件。
美国宇航局戈达德空间飞行中心的特雷多·卡斯托克(Theodor Kostiuk)博士说：“尽管在这些高海拔上，金星极地上空的空气温度一般总会低于赤道上空空气的温度，但是偶尔极地上空的温度会变得较为温暖。”他说：“在地球上，有一个被称之为‘哈德利环流’的气流循环模式存在于赤道与两极之间：赤道地区上空的空气受热膨胀上升并向两极运动，最后在极地变冷下沉回到赤道，从而构成完整循环。由于近地面的大气密度较高，从上空下沉的气流会被压缩并因此升温。然而我们在金星上看到了恰好相反的进程。另外，尽管金星上各处的温度相当均衡，但是在中间层-热层范围内，我们发现在金星低纬度地区上空，短短几个地球日内就会出现幅度达到30度的温差变化。金星的极地地区上空高层大气环境相对稳定，但是仍然纪录到幅度达到15度左右的变化。”
卡斯托克和莱文古德参与撰写的这一论文已经发表在了7月23日出版的在线版《伊卡鲁斯》杂志上。来自德国科隆大学的吉多·索纳本德(Guido Sonnabend)博士是论文的第一作者，他说：“金星大气的中间层和热层非常活跃，由太阳热量和东西方向纬向风带相互竞争。可能正是这一点导致了局地的温度变化以及随时间出现的起伏。”
根据研究小组的观点，这种出现于金星高层大气中的温度起伏有着诸多可能的原因。金星大气中不同海拔高度上的全球性气流会引发扰动，其运行时速超过320公里，且方向各自相反。这会导致不同高度间气流的热量交换，并进而导致高层大气温度状况发生相应的变化。另外，在金星极地存在的巨型气旋也可以产生扰动，并造成气压值的改变并进而引发温度变化。
除此之外，由于小组所研究的金星大气层面位于其浓密的云层上方，因此这里的温度环境也会受到日夜转变时太阳光照强度改变的影响，而从赤道到两极纬度逐渐增加也会对此产生相应的影响。事实上金星的这一大气圈层海拔已经足够高，它甚至会受到太阳活动周期变化的影响，如太阳耀斑爆发或者日冕物质抛射事件(CME)等等。
长期观察显示，金星上层大气表现出以日，周，乃至以十年为长度单位的变化。1990年至1991年间测量的温度数值显示当时要比2009年时温暖一些。同样的，在2007年使用戈达德空间飞行中心的“行星风带和组成外差震荡设备”(HIPWAC)金星的观测则发现当年金星赤道地区的温度也要比2009年的数值显得温暖一些。科学家们表示，既然现在已经确认发现金星高层大气中存在着变化，那么便需要在未来进行更多的观测来确定究竟是哪些因素在不同的时间尺度上影响着金星的高层大气环境。
卡斯托克说：“除了这些变化之外，我们还发现在这一高度上，依据现有主流模型，即‘金星大气国际参考模型’计算得到的温度数值要低于实测数值。这就意味着我们还有很多工作要做，用以对现有的金星大气循环模型进行相应修正。”
很多时候人们喜欢将金星比作是地球的姐妹，因为它们两者大小相当，很多地方也具有相似之处，但是现在的两颗行星却已经大相径庭，完全走上了两条不同的道路。那么为什么当初如此相似的两颗行星竟会得到如此迥异的结局？科学家们相信对于金星的研究将最终帮助我们进行对比反思，更好地理解地球大气的演化历史，了解为什么地球今天可以如此生机勃勃，而金星上却成了一片死亡的沙漠？
小组此次对金星高层大气中的风速和温度数值进行了测量，使用的方法是借助望远镜观察金星大气中的二氧化碳分子在太阳光照下被激发产生的红外光辐射。红外光肉眼看不到，但是我们可以以热量的形式表达它的存在，经过特殊设计的仪器却可以非常灵敏地在红外波段进行探测工作。
研究小组将他们活的的观测数据与1990年~91年期间戈达德中心得到的数据，以及2009年美国宇航局夏威夷红外望远镜获得的数据进行了对比研究，得到了相应的结果。(晨风)
报废卫星残骸或无法找到 未来将迎卫星坠毁高峰
德国的废弃卫星也将坠毁
随着太阳活动不断增强，人类正在迎来卫星“回家”的高峰。据美国媒体9月25日报道，报废的美国“高层大气研究卫星”坠落地点目前尚不明朗，有科学家称其残骸有可能永远都不会找到。
美国国家航空航天局（NASA）24日发表声明称，报废的“高层大气研究卫星”于美国东部时间23日晚11时23分至24日凌晨1时零9分之间坠入大气层，可能落在加拿大境内。
NASA研究地球轨道飞行器残骸的首席专家尼古拉斯 约翰逊24日表示，无法确定卫星坠落的具体位置十分正常。“我们不知道（卫星）的进入点在哪儿，不知道残骸会飞到哪些地方去，我们可能永远都不会知道。”NASA将在接下来的几天里密切关注各地传来的消息，不过根据卫星最后4.8万公里的飞行轨迹来看，可以肯定其坠毁的地点远离美国西海岸。
约翰逊指出，每天都有人造卫星的残片进入地球大气层，而“高层大气研究卫星”此次坠落之所以能吸引大众如此多的注意力，很大程度上是因为它被机构间空间碎片协调委员会（IADC）选为了今年国际防范演习的对象。该委员会由美国、中国、俄罗斯、德国和日本等12国的宇航机构组成，它所举办的年度国际演习旨在增强各国对危险太空物的预警和防范能力。
另有之前报道称，报废的德国“伦琴天文卫星”将在10月底或11月初坠落地球，它重2.4吨，在制导系统出故障后于1999年报废，已在太空漫无目的地遨游了12年。NASA专家估计，“伦琴天文卫星”的碎片有30块，总重量估计有1.6吨，其中质量最大的一片可能是卫星的光学系统，坠毁引起人员伤亡或财产损失的概率是1/2000，比“高层大气研究卫星”高出许多。
德国宇航中心（DLR）发言人安德烈亚斯 舒茨表示，“伦琴天文卫星”可能给地球带来的最大危险是其装载的用于捕捉太空射线的镜片，这些碳纤维强化材料制成的镜片都经过极好的保护处理，应该可以抵御进入大气层时的高温。
英国南安普顿大学空间碎片专家休 刘易斯介绍说，一个飞行器何时进入大气层取决于两个因素，一是飞行器进入高层大气时的角度，二是高层大气本身的活动，而这就与太阳活动有关。随着2013年太阳活动最高峰的临近，近两年中可能出现报废卫星“扎堆回家”的现象。
相关阅读
