Till och med meteorologer som förutspår vädret på jorden medger att de inte alltid exakt kan förutsäga vädret på en specifik plats på vår planet vid varje given tidpunkt. Och så att försöka förutsäga de atmosfäriska förhållandena i en annan värld kan vara direkt omöjligt.
Men en ny studie tyder på att en ofta använd prognosteknik på jorden också kan tillämpas på andra världar, som på Mars eller Titan, Saturnus största måne.
'Jag tror att de första exakta prognoserna om kanske några Mars-dagar bara kan vara ett decennium bort', säger huvudförfattaren till studien publicerad i Nature Astronomy, J. Michael Battalio, en postdoktor vid Yale University. ”Det handlar bara om att kombinera bättre observationsdatauppsättningar med tillräckligt förfinade numeriska modeller.
Tekniken använder ett fenomen relaterat till jordens jetström, kallade ringformade lägen. Ringformade lägen är variationer i jordens atmosfäriska flöde som inte är relaterade till säsongsmässiga förändringar. Ringformade noder kan påverka jetströmmen, molnbildningen och nederbörden över hela världen. Dessa lägen förklarar också en del av bristen på konsistens i vindvirvlar, eller luftcirkulationerna i New Englands snöstormar och svåra mellanvästernstormar.
Battalio undrade om det fanns liknande vädermönster på platser som Mars och Titan. Han och hans kollegor analyserade 15 år av atmosfäriska observationer från Mars och upptäckte att den röda planeten, i likhet med jorden, har ringformade lägen. Juan Lora, Battalios professor vid Yale, utvecklade också en global klimatmodell för att söka efter ringformade lägen på Titan.
Denna animation, baserad på bilder som tagits av Visual and Infrared Mapping Spectrometer (VIMS) på NASA:s Cassini-uppdrag under flera Titan-förbiflygningar 2009 och 2010, visar tydliga ljuspunkter som har tolkats som bevis på dammstormar. Kredit: NASA/JPL-Caltech/University of Arizona/University Paris Diderot/IPGP/S. Rodriguez et al. 2018
Vad de fann är att ringformade lägen sannolikt är ännu mer inflytelserika på dessa två världar än de är på jorden. Ringformade lägen står för hälften av vindvariabiliteten på Mars och minst två tredjedelar av den på Titan.
På Mars, Titan och Jordens lägen förekommer var och en regelbundet. Eftersom de ringformade lägena påverkar virvlarna som orsakar dammstormar, möjliggör realtidsanalys av de ringformade lägena enkla förutsägelser av dammstormar utan att behöva förlita sig på en komplex modell, sa forskarna.
'Det faktum att vi har hittat ringformade lägen på världar som är lika olika från jorden som Mars och Titan betyder också att de kan vara allestädes närvarande i planetariska atmosfärer, från Venus, till gasjättarna eller exoplaneterna', säger Battalio i ett pressmeddelande.
'Metanmoln och ytförändringar orsakade av metanregn på Titan har observerats tidigare,' tillade Lora. 'Och nu verkar det som om dessa händelser är kopplade till förändringar av Titans starka jetström, påverkad av dess ringformade lägen.'
Väderrapport från Gale Crater på Mars, från väderinstrumentet på Curiosity-rovern. Kredit: NASA/JPL.
Mars är vanligtvis en blåsig värld, med dammstormar som kan täcka hela planeten. Olika robotuppdrag som människor har skickat till Mars yta har haft väderinstrument, från Phoenix Lander's Telltale, som tillhandahöll vinddata, till Perseverance-roverns Mars Environmental Dynamics Analyzer (MEDA) mäter och ger dagliga och säsongsbetonade rapporter om atmosfärstryck, luftfuktighet, ultraviolett strålning på Mars-ytan, lufttemperatur och marktemperatur runt rovern.
Den uppsjö av bilder som samlats in av rymdfarkosten Mars Reconnaissance Orbiter har också gjort det möjligt för astronomer att få mycket djupare information om vädersystem på Mars.
Att kunna förutsäga stormar på andra världar skulle vara viktigt för robotuppdrag, men också för framtida mänskliga uppdrag.
Bevis på dammdjävlar som dansar på Mars. Kredit: NASA/JPL/UArizona
'Att förstå och förutsäga dessa händelser är avgörande för säkerheten för uppdrag, särskilt de som är beroende av solenergi, men också för alla uppdrag när de landar på ytan,' sa Battalio.
Vidare läsning:
Yale University pressmeddelande
Natur astronomi
Bildtext för bly: Illustration av Michael S. Helfenbein; Bild med tillstånd av NASA/JPL-Caltech.