火星在远处看似平静，实际上却隐藏着快速移动的风和螺旋升腾的尘埃塔。近日，国际科研团队利用深度学习算法，对来自欧洲轨道器数万张火星卫星图像进行分析，发现火星上的尘卷风及其驱动风力可达每小时160公里——远高于此前科学家的认知。这些强劲气流是塑造火星天气和气候的关键力量，能将大量尘埃扬入大气层。

研究由伯尔尼大学空间与宜居性中心的Valentin Bickel博士领导，团队利用先端AI算法，分析伯尔尼火星相机CaSSIS与德国航天中心HRSC立体相机拍摄的影像，首次在全球范围内揭示火星大气近20年的风力动态及其尘埃提升机制。尽管火星大气极为稀薄，仍能形成关键性的风流，将细小颗粒卷入表面旋转的尘卷风。这类风流不可直接于图像所见，尘卷风却可被清晰识别，因而成为科研人员研究火星大气运动的重要工具。

Bickel表示：“借助先进的深度学习模型，我们在超过5万张卫星影像中定位了尘卷风。”团队使用CaSSIS（彩色与立体表面成像系统）及HRSC（高分辨率立体相机）采集的数据，均搭载于欧洲空间局（ESA）的火星探测轨道器上。“因此我们的研究完全基于欧洲火星探索项目的数据。”Bickel补充道。

随后，科研团队通过约300组已识别尘卷风的立体图像，分析其风速和运动方向。共同作者Nicolas Thomas教授，曾负责CaSSIS相机系统的研发，他表示：“立体图像是同一地点在几秒间隔下的连续拍摄，通过序列可捕捉尘卷风在表面动态移动的细节。”

研究发现，火星尘卷风及其周边气流可达到44米/秒（约每小时160公里），远超以往测得的地表风速（通常低于每小时50公里，极少数达到100公里）。高风速显著影响尘埃循环：“这些强劲、直线型风流极可能将远多于此前估算的尘埃输送至火星大气，”Bickel指出，“我们的数据首次按时空分布呈现火星风力能够扬尘的位置和时间。”

德国航天中心空间研究所的Daniela Tirsch博士补充说：“针对风力的精准测量，对未来火星着陆和表面任务至关重要。新成果有助于优化火星大气建模，指导相关工程系统的改进。”这项研究为火星沙丘和坡纹研究、天气和气候模型构建等领域提供了基础性数据支持。

团队计划进一步强化尘卷风观测，辅以CaSSIS与HRSC的同步影像，期望长期推动火星任务方案更高效、精准的制定。

编译自/ScitechDaily