2001 火星衝與火星觀測（上）

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標  題: 2001 火星衝與火星觀測（上）
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標  題: 2001 火星衝與火星觀測（上）
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以下摘自 TAS 台灣天文網「2001 火星衝與火星觀測（上）」完整圖文請見
http://www.tas.idv.tw 台灣天文網「天象預報」「天象特報」或「天文新聞」！

    看完下列文章您就滿足了嗎？這不過是火星觀測的一小部分而已，想瞭解專業的火
星觀測細節，歡迎參加 6/23「火星觀測」研習與夜間觀測。詳情請見 TAS 台灣天文網
本文。

    地球上望遠鏡中的火星大部分時間都只是一個橘紅色的模糊小圓，只有在「衝」前
後一兩個月能夠看清火星表面的明暗特徵、雲、塵暴，以及極冠的變化等。雖然火星軌
道和地球一樣，是接近圓形的橢圓，但火星軌道的離心率較高，以地球來說，在近日點
和遠日點時與太陽的距離只差 480 萬公里左右，但在火星的差距則高達 4320 萬公
里。所以每次火星衝發生時，依火星當時在其軌道上的位置，狀況也各不相同。觀測條
件最佳的「大衝」發生在火星過近日點附近時，此時火星與地球的距離最接近，但這種
機會平均每十六年才會有兩到三次。火星在近日點衝時視直徑可達 25.1"，足足比遠日
點衝時的 13.8" 大上 1.8 倍。上一次火星的近日點衝發生於1986年七月十日與1988年
九月二十八日，視直徑分別有 23".3、23".8。
     自 1988 年之後，經過十餘年的等待，火星大衝的機會終於又來了，2001 年六月
十三日便是這一系列大衝的開始，由於 2001 年火星衝時，離過近日點僅四個月，六月
二十二日最近和地球距離最近時僅 6700 萬左右公里，火星視直徑可達 20".8，亮度則
達 -2.4 等。較為不利的條件則是大衝時火星位於天蠍、人馬座間，在中高緯度地區觀
測時，火星高度不夠理想，而這一點南半球觀測者則較佔優勢。1988 年的火星衝亮度
達 -2.8 等，視直徑 23".8，比 2001 年條件稍佳，不過 2003 年時會出現八十年來罕
見的大衝，視直徑達 25".1，使 1988 年的火星也黯然失色，再耐心地等兩年吧！
     其實較為注意天空的觀測者早在三月時便已開始留意當時尚在曙前東方升起的火
星，三月二十九日時火星視直徑達 10"，進入小望遠鏡亦可觀測的程度。在五月十三日
至八月七日這段時間裡，火星視直徑都比兩年前衝時的 16".2 還大，雖然到六月二十
二日火星最接近之後，無論亮度與視直徑都將走下坡，但十月之前，火星的亮度都維持
在 0 等以上，視直徑也在 10" 之上，尚在小口徑望遠鏡觀測火星表面特徵的極限之
內。因此火星將是今年整個夏季的夜空主角。
     最適合火星觀測的望遠鏡當屬高品質的折射鏡，大口徑的牛頓反射鏡也不錯，但
必須是高精度鏡面與完美的光軸調整。SCT 或 MAKs 在行星觀測上偶有意外佳作。挑剔
完望遠鏡之後，不得不提醒您，其實真正決定行星觀測的關鍵是大氣穩定度，即視相。
而觀測經驗則是時間與汗水累積而來，任誰也沒有捷徑。
     濾鏡在行星觀測上扮演著極為重要的角色，善用濾鏡可以提高火星表面的反差，
讓原本模糊的特徵浮現出來，效果相當顯著。有些濾鏡甚至有助於改善視相穩定度（特
別是橘色和紅色濾鏡）。紅色和橘色濾鏡對於提高火星表面地形特徵反差特別有效，而
越偏藍色的濾鏡，雖然會降低地面特徵的鑑別能力，但對於分辨火星大氣特徵卻越有
用，到了紫色濾鏡（如 Wratten 47），表面特徵已經幾乎完全看不出來了。想做完善
的火星觀測應該準備紅色（W25）、橘色（W23A）、綠色（W58）、藍綠色（W64）、藍
色（W38 或 W80A）與紫色（W47）等幾種濾鏡。W25 和 W47 等較暗的濾鏡只適合大口
徑或攝影使用。W23A 對 15 公分以下的望遠鏡或許都太暗了些，黃色的 W15 濾鏡較適
合。
     火星表面最顯著的特徵是一些被早期觀測者如 Giovanni Schiaparelli 與 E. M.
Antoniadi 命名為「海」的暗斑，其實這些廣闊地區只是反射率較低的岩石和塵土而
已，隨著風暴的影響，這些暗區也會有季節性的變化。曾被逐年記錄的包括 Syrtis
Major（大席爾蒂斯）、Solis Lacus（太陽湖）、Elysium（天堂） 與別具特色的叉狀
Sinus Sabaeus-Meridiani（子午線灣）。Syrtis Major 是火星上最明顯的特徵，自
1950 年代起長期變化，最典型的記錄是其寬度的變化，一般來說，當火星北半球仲夏
時分其寬度最大，北半球初冬時最窄。但根據哈伯望遠鏡與 ALPO 的觀測顯示，Syrtis
Major 自 1990 年起似乎並無此規律變化。有「火星之眼」之稱的 Solis Lacus 是眾
所周知最富變化的地區。另外一個吸引專業觀測者注意的是位於 Elysium 南緣的
Trivium-Cerberus 暗區，它的大小約 1300 x 400 公里寬，但在 1990 年代卻突然消
失。
     2001 年火星赤道正向地球，所以對火星兩極的觀測條件不是很好，但兩極處都可
以看見白色的極冠，以及籠罩在極區上方的霜霧。火星北半球的夏季到六月十七日結
束，接著進入秋季，所以北極冠現在應該較小，而南極冠稍大。
     火星大氣也是相當多變，白色的水冰雲、紅色的塵暴、臨邊的藍色霧靄與白色的
霜，令觀測者為之著迷不已。火星雲量與極冠物質蒸發至大氣中的量有關，特別是北極
冠。在 1990 年出版的第一份火星氣候報告與後續增添的資料中共統計了 1965 至
1993 年間 24130 項火星雲與霧 的記錄，顯示火星的大氣中的雲與表面的霧在北半球
春夏季比南半球同季節多，所以未來幾個月中，火星雲霧現象還算多，之後便會漸減。
在觀察火星雲霧現象時，您不妨加上一片藍色濾鏡，效果會更好。
     火星山脈上空常會出現山雲 (Orographic clouds)，和地球山區相似。最著名的
就是出現在奧林帕斯山區以及 Tharsis 高地，被風吹成『 W 』形的山雲。這種山雲在
北半球的秋天（2001 年衝之後）最活躍。此外 Elysium 也常見山雲。
     火星上最常出現散雲 (Discrete clouds) 的地方是 Libya、Chryse 與 Hellas，
環繞在 Libya 盆地、橫越 Syrtis Major 的「Syrtis 藍雲」便是一例，尤其是當
Syrtis Major 位於火星邊雲時最容易觀察。    晨雲 (Morning clouds) 是火星迎日
緣（即將日出處，在地球看是天空中的向東側）地表附近白色的霧或霜。霧通常在日出
後便會消散，但霜則可能維持一整天。
     暮雲 (Evening clouds) 與晨雲相似，不過是出現在火星的另一側邊緣，通常較
多，面積也較大。
     根據最近的研究發現，火星在任何季節均會發生塵暴，最旺盛期在南半球的夏季
與北半球的初夏。觀察記錄火星塵暴發生的時間、路徑與蔓延的區域對未來的火星探測
任務相當重要。當塵暴發生時，火星面被漫天沙塵蒙蔽，呈現較亮的黃色，而此時地面
特徵已不可見。

火星地形古代名稱

較暗的區域
Mare：海，廣大的暗區
Lacus：湖，較小型的暗區
Sinus：灣，弧形的暗區
Portus：港，小的突出狀暗區
Depressio：凹地
Fretum：海峽，細長的暗區
Palus：沼，小斑點狀暗區
Fons：泉，小斑點狀暗區
Lucis：森，小斑點狀暗區
Aquae：泉，小斑點狀暗區
Silra：園，小斑點狀暗區
Nodus：交點，小斑點狀暗區

較亮的區域
Regio：地區，廣闊的亮區
Pons：地峽，細長的亮區
Promontorium：岬，岬狀的部分
Cornu：角，岬狀的部分
Insula：島，其他小亮區
Mons：山，其他小亮區
Nix：雪原，其他小亮區

火星地形現代名稱
Catena：火口列
Chasma：大峽谷
Dorsum：溝
Fossae：長而淺的谷
Labyrinthus：谷
Mensae：平頂山
Tholus：丘
Mons：山
Montes：山脈列
Patera：不規則的火山口
Planitia：平原
Planum：高原
Vallis：曲折的山谷