火星沙塵暴，對人類和自然界所帶來的影響有哪些？
由於火星表面沒有穩定的液態水，所以火星上基本上都是荒漠化或者是稜角分明的大石塊。火星上遍佈砂礫，所以沙漠化土壤導致火星地表晝夜溫差很大，此時溫差的作用導致火星上大氣存在較強的熱潮，它是一種影響全球大氣活動的主要原因，一些風暴和龍捲風的形成就是由於熱潮的作用而產生的。
二氧化碳則是火星氣候中主要的組成部分，火星上冬夏季溫度呈現極端現象，冬季時火星表面溫度很低，直接導致二氧化碳凝華為乾冰；夏季時乾冰透過昇華直接變為氣體二氧化碳。二氧化碳在固體狀態與氣體狀態的變化過程中氣體總量約佔火星大氣總量的30%，這一過程就會引起一股很強的風。
冬季時火星南北極冰層的覆蓋率差別也很大，南極厚度達一米，而北極厚度可達八米左右，所以夏季來臨時南極的冰塊會完全昇華，北極的冰塊只有一部分昇華，其他部分可在火星上長期存在。當乾冰昇華時會吸收大量熱量導致溫度降低，由於溫差的原因也會產生較強的風，這些因素就是導致火星上經常發生沙塵暴的原因。
火星上有火山、隕石坑與大峽谷，其中奧林帕斯山和水手號峽谷是火星的亮點。火星與地球一樣具有地形多樣性，火星表面大多為平原和盆地，只有火星的北半球有幾座山和南半球有幾座峽谷；其中TharsisMontes和OlympusMons兩座山是火星上最高的山。
火星上也有火山，火星上的火山和地球區別很大，由於重力較小導致火星上的山脈非常高。火星北半部地勢較低，南方地勢較高，兩者之間形成一個明顯的坡度。火星上平原和盆地地帶也有許多隕石坑，火星上的許多盆地都有坡度，一般都是自西向東逐漸降低。
這些特殊的地形特點可以導致坡度風越來越大，這些特點也是導致沙塵暴爆發的主要原因。火星上的大氣成分主要有二氧化碳（95。3%），以及微量的氮氣、氧氣和水蒸氣等。由於火星上溫差極大，火星表面沒有液態水存留，主要以固態形式存在。而且火星上大氣稀薄，火星表面大氣壓約為500-700帕，不足地球大氣壓的1%。
由於火星大氣非常稀薄，導致火星表面吸收的太陽輻射熱量很快逃逸，所以火星表面晝夜溫差極大。由此可見，火星大氣動力學非常活躍，沙塵天氣頻發，沙塵暴現象更是非常頻繁。火星大氣層稀薄，沙塵懸浮其中，每年都會有許多大大小小的沙塵暴發生，當沒有沙塵暴時，火星上的平均風速也可達4。3m/s。
許多科學家對火星大氣中沙塵懸浮層的形成機制猜想和模擬有很多，認為主要有以下幾個因素：（1）火星塵捲風火星上由於障礙物很少，由於天氣和地理位置的原因經常發生塵捲風。
Kahre等人認為春夏季時火星的北半球經常發生的小尺度塵捲風是火星大氣中形成沙塵懸浮層的主要原因，火星沙塵粒子在塵捲風的作用下被帶至火星大氣中。
2011年Heavens等人研究了火星塵捲風的對流能力，並透過實驗模型模擬了塵捲風的特點，結果表明：塵捲風的作用不能使沙塵粒子被運輸至高處並快速與大氣混合，不能形成懸浮層結構。
大量實驗研究表明，目前為止火星上的塵捲風高度都不超過8km，而MarsClimateSounder探測到的結果表明火星沙塵懸浮層高度可達20km-40km，MarsGlobalSurveyor觀測結果則表明火星上的懸浮層甚至可以達到60km，因此塵捲風並不可能具有這麼強的對流能力。
大量探測資料表明，當溫度較低時，火星大氣中存在很多粒徑很小的水冰粒子，所以水冰雲應在沙塵懸浮層之上。
由於風力的作用被帶至火星高空中的沙塵粒子與水冰粒子相遇，兩者透過結合形成更大的粒子，此時粒子重力加大，由於重力的作用開始向下移動至某一溫度較高的高度，乾冰昇華後沙塵粒子被釋放，導致該處的沙塵粒子數量激增。
2014年Navarro等人卻發現，如果只考慮乾冰的沖刷作用，不可能達到MarsClimateSounder觀測到的沙塵懸浮層結構，因此乾冰的沖刷並不是形成沙塵懸浮層的主要原因。火星上平原和盆地地帶也有許多隕石坑，火星上的許多盆地都有坡度，一般都是自西向東逐漸降低，這些特殊的地形特點可以導致坡度風的發生。
由於火星大氣層稀薄，探測表明火星上的坡度風比地球強2。5倍以上。火星上白天時，風從坡度較低處向高處吹，同時將沙塵粒子從地面帶至坡頂，從而被傳輸至高空，此時沙塵粒子不再向上漂浮，而是開始向四周擴散，混合於火星大氣中，形成沙塵懸浮層結構。
為了驗證坡度風是形成火星沙塵懸浮結構的原因之一，2002年Rafkin等人模擬試驗了阿爾西亞山上的坡度風，研究結果表明：火星上的坡度風導致的沙塵懸浮層一般分佈於距火星表面的20km-30km高處，與MarsClimateSounder探測得到的火星沙塵懸浮層高度基本一致。
Heavens等人透過研究對比認為火星上的坡度風可能比Rafkin的研究結果得到的風力更強烈，因此坡度風是形成火星沙塵懸浮層的原因之一。沙塵暴對人類和自然界帶來的災難非常嚴重。
在火星探測過程中可能對登陸火星的探測器和宇航員帶來不可恢復的災難，沙塵暴中的沙塵粒子可以進入宇航服的關節處使其無法活動，強大的風沙可能擦傷宇航員的頭盔、太陽能電池板、或攝像機鏡頭等，因此世界各國高度重視火星沙塵暴。火星沙塵暴在空間尺度上可分為三類，局地尺度、區域尺度和全球沙塵暴。
1971年美國發射的Mariner9號航天器成功發射並進入預定軌道，並傳回了世界上第一批火星照片，照片顯示火星整體被一團紅褐色塵暴籠罩，證明當時火星正在經歷一場巨大的沙塵暴，沙塵暴期間其風速可達160km/s。能見度提高後Mariner9成功發回地球中心第二批火星地表照片，發現火星表面經常發生低空揚沙現象。
1996年11月7日MarsGlobalSurveyor成功發射，到1997年9月12日成功進入環繞火星橢圓軌道開始科學探測主任務，到2001年1月主任務完成開始執行擴充套件任務，直到2006年因通訊故障而結束任務。
在探測期間發現火星上經常發生不同規模的沙塵暴現象，在執行擴充套件任務的時候觀測到火星上發生了一次全球沙塵暴，並且火星的極蓋地區常年發生沙塵暴。該探測器探測到了2001年火星上發生的一次全球沙塵暴爆發的全過程。
結果顯示本次沙塵暴從火星剛進入春季就開始爆發，爆發地點位於HellasBasin盆地周邊，並開始向東擴散，沙塵暴經過短短的15天就已經繞過火星全球一圈，其擴充套件速度為16m/s。
2003年美國發射的Opportunity號火星探測器在火星上漫遊了長達14年，並取得了火星探測史上絕無僅有的成績，但是在2018年火星上發生的一個巨大沙塵暴造成Opportunity號探測器失聯。大量探測資料表明，火星上常年爆發不同規模的沙塵暴，而且在相距不到幾公里內就有幾個小沙塵暴。
這些小沙塵暴開始向大範圍擴散，隨著風和沙塵暴的聯合，最終形成全球性的沙塵暴。在夏季火星南半球和北半球溫差較大，導致比較強的對流，這些沙塵就透過對流從南半球輸送到北半球。其中火星的南半球HellasBasin盆地地區斜坡坡度比較高，風速較強，從那裡最先達到沙塵啟動風速的臨界值，因此被認為是沙塵暴的起源地。
沙塵天氣或者沙塵暴的爆發離不開風的作用，如果風速過小沙粒就不能被吹起來，也就形成不了風沙或沙塵暴，所以火星上形成沙塵暴需要一個臨界風速將沙粒颳起。Viking1和Viking2火星探測器聯合探測，透過長時間觀測發現火星上沙塵暴的啟動風速至少需要30m/s。
而在沒有沙塵暴時，火星上的平均風速可達4。3m/s，一些盆地和不同地形交界處的風速高達50m/s，並且風向不定，引起小沙塵暴或者大範圍的沙塵暴。大量觀測資料顯示，火星上經常發生沙塵暴，並且火星沙塵暴更猛烈、持續時間更長。
火星全球性的沙塵暴一般由一個或者幾個小沙塵暴開始向周邊區域擴散，由於火星上一般都是平原和盆地，障礙物較少，所以可以迅速向周邊擴散，甚至幾個小沙塵暴結合成一個大沙塵暴，最終導致全球沙塵暴，使火星進入暗無天日的狀態。
夏季時火星離太陽最近，接收到的太陽輻射更強，導致溫度升高，南半球和北半球的溫差導致強對流的產生，這時沙塵可以被強對流從南半球輸送到北半球，所以火星全球沙塵暴一般發生於夏季的南半球。由於地勢的特殊性，南半球HellasBasin盆地的斜坡地勢具有增強風力的作用，此地的風速最先達到風沙啟動風速的最小值。
