冥王星诡异气象，海拔越高温度越高，和地球截然相反

整整90年前，美国天文学家汤博发现了冥王星这个距离我们遥远的天体。到了85年后，美国的新地平线号探测器才在2015年7月14日成为了首个近距离探测冥王星的航天器，以12500公里的距离对冥王星进行了探测。

虽然它早就离开冥王星，继续进行它的深空之旅，但新地平线号留下的观测数据等信息依然能够给天文学家大量可供研究的内容。最近，在对冥王星表面的雪山进行研究的时候，他们发现了有趣的事情。和地球不一样，冥王星的雪上并不完全是被水覆盖的，其中大部分是固态的氮和甲烷。正是这些成分的不同，造就了冥王星独特的雪山特征。

（图片说明：冥王星暗赤道带南侧，图中覆盖在冥王星山脉上的不是雪水，而是甲烷）

对于这些被冷冻的甲烷，美国宇航局艾姆斯研究中心的博士后研究员Tanguy Bertand非常感兴趣，他在由法国国家科学研究中心（CNRS）成员领导的研究小组中参与了相关的研究，破解了其中的谜题。

作为距离太阳最远的天体之一，冥王星表面的平均温度只有-223 ℃，仅比绝对零度高50℃。在这种温度下，沸点为-161.5 ℃的甲烷冻结本不是稀奇事。不过，虽然冥王星拥有大气层，但是极为稀薄。另一方面，冥王星的大气层以氮气为主，一氧化碳和甲烷的含量非常低。因此，仅仅凭借着大气层中的甲烷，是不足以解释我们观测到的冥王星表面的。在这种情况下，它是如何在自己的山脉上积累这么多甲烷的呢？

在反复研究和分析之后，研究人员利用他们建立的气候模型，解释了这些被冰封的甲烷的来历。

在地球上，随着海拔的升高，温度会越来越低，这是绝热冷却造成的结果。简单描述就是：随着空气越来越升高，由于气压减小，气体体积也随之膨胀，在这个过程中需要对外做功，最终在宏观上就会表现为温度的下降。我们平时看到的云层、雨雪等气象，也基本上都是在绝热冷却的原理下形成的。

但是，在冥王星上却恰恰相反。如果你能登陆冥王星，当你爬山的时候，会发现越高的地方反而越温暖。这是因为，冥王星没有地球这样的浓厚大气层，因此越高的地方越能够接收到太阳的辐射。与此同时，甲烷比氮气轻，所以也普遍集中于高处。而甲烷又是温室气体，所以较高的位置上温度也更高一些。

（图片说明：新地平线号拍摄的冥王星克苏鲁地区）

在距离地表只有几千米的位置，是固态氮经常升华的位置，这也会带走低海拔地区的热量，增加两个位置的温差。

于是，和地球的风经常向上走截然相反，冥王星表面的空气经常向下流动。研究人员的模拟表明，这种现象在整个冥王星上都非常常见，而是随时随地都在发生。相反的，地球上的气体则是在高空遇冷凝结，所以我们的积雪都集中在山顶。

奇怪的是，虽然冥王星上的风和地球是相反的，但它的甲烷雪并没有被冰封在低海拔地区，反而和地球一样留在了山顶。这就非常奇怪，为何不同的机制却造成了相同的结果呢？

研究团队指出，在冥王星，甲烷经常集中在高海拔地区，形成了一种独特的大气循环。这种循环是随季节而改变的，并且受到地表的升华过程所驱动，他们把这种过程命名为"升华诱导的循环单元"。当甲烷集中到了饱和点时，就会变成雪落在山上。

接下来，还有一个滚雪球的过程。当甲烷以固态形式被封锁在地表之后，就会增加对阳光的反射率，减少吸收的热量，进而更加降低温度，累积更多被冰封的甲烷。

该团队在研究过程中模拟图像如下图所示，图中展示了甲烷的昼夜平均混合比率。黑色线表示的是地面风，它可以促进甲烷的集中，颜色越红代表甲烷浓度越高，并且可以在山顶形成甲烷雪。

研究人员在论文中写道：“总而言之，根据我们的模型，冥王星山顶的甲烷冰的形成是来自于一个和地球上山峰上的雪盖完全不同的过程而造就的。两种不同的材料在两种不同的现象下，竟然造就了相同的景致，这的确是非常惊人的。”

这只是我们对于冥王星的最新认识，自从新地平线号探测器飞掠冥王星开始，我们就对这颗矮行星刮目相看。这样的近距离探测，让我们获得了冥王星的大气、地形、内部结构、气候等方方面面的重要数据和信息。目前，科学家们仍然在处理它传回来的其他数据，没有人知道接下来我们还会有哪些重要的发现。

在完成了对冥王星的飞掠后，新地平线号探测器最后回望了这颗矮行星一眼，拍下了这“日薄西山”的一幕。照片中右侧是冥王星的Sputnik Planitia平原，一马平川，十分辽阔；左侧是崎岖的山脉，最高可达3500米。两种不同的地貌在同一张图片里向我们展示着冥王星表面也拥有不逊于地球的壮观景象。在这些复杂的地貌之下，冥王星还很有可能隐藏着一个巨大的液态海洋。

不论是这些壮观的景象，还是它们所蕴含的秘密，都让天文学家们深深地着迷于冥王星。因此，很多人都提出，希望能够再次发射探测器，前去探索冥王星，而且希望能够同时发射轨道器和着陆器，探寻这个冰冻世界的秘密，而不是像新地平线号一样只是匆匆飞过。

可是，理想很丰满，现实却不一定尽如人意。每个国家的宇航局都有着自己的计划，有他们自己想要首先探索的星球。至于什么时候能够轮到冥王星，那就不知道了。再考虑到地球到冥王星之间数十亿公里的漫漫长路，我们恐怕最近十年甚至二十年里都无法再看到新的冥王星近照了……