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由機器學習產生的火星上的Barchan沙丘區域地圖，帶有推斷的沙丘遷移和風向。學分:uux.cn/地球物理研究快報(2023)。DOI: 10.1029/2022GL102610
（神秘的地球uux.cn）據美國物理學家組織網（漢娜·伯德）：火星是太陽係中探索最多的組成部分之一，然而在地球的行星鄰居上總是有更多的發現要揭開。在地球上，我們能夠通過直接測量來了解我們星球的氣象活動，但在火星上，科學家們必須使用景觀中的證據來辨別這些信息。
紅色星球景觀的一個特征是沙漠中的新月形沙丘，這是在沙子供應有限的地區由主要朝一個方向的風模式形成的新月形沙丘。這種風成沙丘受到地球表麵大氣環流的顯著影響，發表在《地球物理研究快報》上的新研究發現，尺度小於100公裏的局部地形(如岩石或冰隕石的深度撞擊坑)可以偏轉風，並導致新月形沙丘形成的變化。
Technion以色列理工學院助理教授Lior Rubanenko博士及其同事基於70多萬個barchan沙丘的形態，使用機器學習來描述火星的風模式。這些數據是從火星勘測軌道飛行器上的專用相機拍攝的圖像中獲得的，火星勘測軌道飛行器是一艘自2006年以來一直圍繞火星運行的航天器，旨在收集有關其地質和氣候的信息。
機器學習組件被訓練來自動描繪沙丘的形狀，以繪製沙丘田地的地圖。從這些圖像中，科學家們確定了沙丘陡峭麵(滑動麵)的方向和從邊緣伸出的頂端(稱為角)。如果喇叭不對稱，一個比另一個長，這表明多個風向的相互作用。
研究小組發現了一種獨特的沙丘遷移模式，這種模式是由夏季大氣環流模式引起的，這些模式指向中緯度地區和北極附近的氣旋(圍繞低壓中心逆時針運動)。後者也被分解成一個較小的部分，經曆相反的反氣旋風向，作者特別歸因於風穿過極地冰蓋的影響。

新月形沙丘主要特征的示意圖，風向從左向右，陰影滑動麵代表沙丘最陡的部分，而兩點是角，這裏是不對稱的。學分:uux.cn/地球物理研究快報(2023)。DOI: 10.1029/2022GL102610
在北緯45度以上，Rubanenko博士和他的同事發現沙丘遷移模式主要是向東的，與氣旋性極地渦旋環流相匹配，而在北緯45度以下，沙丘遷移模式是向南的。局部風況對地形特征水平尺寸為10-50公裏的區域影響最大，但當地標尺度超過100公裏時影響很小，反而會受到更大的行星風係統的影響。
然而，機器學習項目的一個限製是，它沒有充分考慮晝夜和跨季節變化的風況的複雜性，而是專注於更長期的模式。它還在地形變化明顯的地區掙紮，如水手穀、Hellas和Argyre的較大撞擊坑，沙丘分散在更大的區域。
這些隕石坑就像是沙坑，為沙丘區域的形成提供了充足的物質，沙丘區域越深，就越靠近隕石坑盆地的中心。隕石坑內的遷移可能是由吹下山坡的強風引起的。

火星上帶有沙丘地帶的撞擊坑聚集在地勢較淺的隕石坑邊緣，而不是聚集在較深隕石坑的中心。學分:uux.cn/地球物理研究快報(2023)。DOI: 10.1029/2022GL102610
雖然需要對機器學習技術進行更多的改進，但這裏的初步研究在測試時確實跟蹤了真實數據，並與沙塵暴期間風沙方向的表麵證據相匹配。
像在地球上一樣，行星尺度的環流模式顯示了從火星兩極向赤道移動的總體趨勢，在中緯度地區出現了中斷。了解火星上的大氣環流模式對於支持火星的載人任務和未來可居住性的前景非常重要。