夏季到了火星南半球时，大气中就会打开一个“窗口”，水蒸气可以从该窗口的气壳的下层上升到上层。
风将大部分水蒸气带到火星的北极，在那里以冰的形式沉积在地表，但是仍有一定量的水蒸气仍在衰减并消失到外层空间，逐渐剥夺了红色星球的水储备。
莫斯科物理技术学院（俄罗斯莫斯科物理技术学院），俄罗斯科学院空间研究所（俄罗斯）和太阳系研究所的一组科学家（Dmitry Shaposhnikov，Alexander Medvedev，Alexander Rodin和Paul Hartog） 马克斯·普朗克（Max Planck）（德国）在她的研究中描述了这种不寻常的火星循环和部分水蒸气向太空的释放，该研究发表在《
地球物理研究快报》上 。
根据科学家的说法，数百万年前，火星盛产海洋，海洋和其他水源。 然而，在这么长的时间里，一个独特的自然“泵”在火星的高层大气中起作用，借助它，红色星球得以脱水。 迄今为止，大约有20％的原始水留在了行星表面上。
在他们的研究中，科学家们重建了火星失水过程的模型，并确定该机制仍在继续起作用，并且其功能类似于泵。 该机制的计算机模型表明，水蒸气如何克服火星中层大气中的冷空气障碍并到达更高的层次。 根据科学著作的作者，这将有助于了解为什么火星与地球不同而失去了大部分水分。
研究总结数百万年前，火星是一个拥有广阔水面的星球，河流泛滥，甚至海洋汹涌澎.。 但是随着时间的流逝，地球上的自然机制逐渐减少了水的储量，极大地改变了火星表面，使之无法识别。
如今，在火星表面上，几乎找不到冰冻水域，而在大气中仅发现了痕量水蒸气。 因此，火星目前可能已经失去了至少80％的水供应。
造成这种全球性但长期失水的原因是，在火星大气层的上层，太阳紫外线辐射将水分子分解为氢（H）和羟基自由基（OH）。 在此过程之后，已经发生了不可逆的氢挥发到外层空间的过程。
使用科学的火星轨道探测器和太空望远镜进行的测量表明，即使在目前，火星上的水蒸气仍以这种方式继续分裂并离开行星。
但是这怎么可能？为什么呢？的确，类似于地球上的对流层顶，火星大气层的中间层实际上应阻止氢的逸散，因为在该层的高度通常已经太冷以至于水蒸气变成冰。
为了得到这个问题的答案，俄罗斯和德国的研究人员进行了模拟，揭示了一个以前未知的类似于泵的机制。
在模拟中，全面描述了包围火星的整个大气层的流动：从行星表面到海拔160公里的各层。
计算表明，气壳的冰层中间层一天两次可渗透水蒸气，但仅在地球上的某个位置和一年中的某个时间（在轨道上的某个点）。
火星的轨道在这一过程中起着决定性的作用：行星绕太阳的路径（大约持续两个地球年）比地球的椭圆路径要椭圆得多。
在最靠近太阳的点（大约与南半球的夏天一致），火星比在轨道最远的地方离太阳约4200万公里，因此，南半球的夏天明显比北部的夏天温暖。
当夏天到火星南半球时，在一天中的某些时候，水蒸气会随着温暖的空气团局部上升并到达高层大气。
在那里，气流将气体带到北极，然后在北极再次冷却并稳定下来。 但是，部分水蒸气不包括在该循环中：在太阳辐射的影响下，水分子衰减，氢逃逸到太空中。
火星的另一个特征增强了这种不寻常的水文循环-跨越整个火星的巨大沙尘暴，间隔数年。
在这样的暴风雨中，在大气中循环的大量灰尘促进了水蒸气向高层大气的传输。
上一次此类尘暴发生在2007年和2018年的火星上，轨道探测器也对它们进行了全面记录。
科学家们估计，在2007年沙尘暴期间，进入火星高层大气的水蒸气是行星在平静时期释放的水蒸气的两倍。
由于尘埃颗粒吸收了阳光并因此将其加热，因此火星上的大气温度升高。
来自MIPT和研究所的科学家们收到。 具有前所未有的精度的Max Planck模型表明，大气中的尘埃如何影响与冰转化为水蒸气有关的微物理过程。
研究工作的图形和应用程序：图1.垂直蒸汽流
图1.区域平均垂直水汽流纬度的季节性变化，使用关于不同高度（0、30、60、90、120和150 km）的大气中尘埃量的平均数据进行建模。 正值（上升流）以红色显示，负（下降）流以蓝色显示。
因此，我们将主要对Ls = 250°和270°之间的间隔的数据感兴趣。
氢原子逃逸到外碱附近的空间的顺序为
大小，季节性地，在南夏至附近最大化（太阳经度
270◦）图1和下图中的名称：
ppmv（百万分之几）是浓度单位，以百万分之几表示；
水蒸气-水蒸气;
海拔-海拔；
纬度-纬度；
Ls是太阳经度；
MY28-火星第28年（火星第28年的测量）；
基本的尘埃情景（大气中尘埃的平均数据（基于来自MAVEN火星探测器（火星大气和挥发性演化）的数据，哈勃自动天文台，火星侦察轨道卫星（MRO）卫星）-来自设备火星气候探测仪（MCS），PFS仪器-MEX（火星快车上的行星傅立叶光谱仪），火星全球测量师）；
沙尘暴（dust storm）-使用了沙尘暴MY28中大气中尘埃数量的数据。
图2.水蒸气的浓度和温度
图2.高度和纬度上水汽的浓度和温度，使用大气中尘埃量的平均数据（左侧列中的图）和MY28沙尘暴年份（右侧列中的图）建模，所有区域均在区域内和整个时期内取平均值在Ls = 250o和270o之间，其中：
a）水蒸气（深色轮廓），水冰（白色轮廓）和水蒸气的子午流（带箭头的线，其颜色和厚度分别表示垂直方向和ppmv）；
（b）与（a）相同，但在MY28期间有沙尘暴；
（c）在“主要”粉尘情况下水流温度的图表；
（d）与（c）中相同，但对于MY28期间的沙尘暴情景，除了等高线显示（d）和（c）之间的温差外。
可以看出，在暴风雨期间，上层的水蒸气浓度较高，温度较高。
图3.火星日不同高度和不同时间的水蒸气浓度。索尔是火星日。 它们比尘土稍长一些，耗时24小时39分钟35244秒。 火星上的年份等于669.56“伊斯兰”或686.94地球日。
图3.根据Ls = 250o和270o之间的时间段数据，水蒸气浓度（阴影ppmv）和垂直速度（轮廓上的值，以m / s为单位）与平均值的偏差的时空分布。 Lat 75S。Lon 0）。
垂直速度的正值对应于向上运动。
（a）“主要”粉尘情况：
（b）与（a）中相同，但对于MY28期间的沙尘暴：
如您所见，在上层的第二张图中，有更多的窗口以高的水蒸气浓度以正的垂直速度移动，形成上升流并进一步流入外层空间。
图4.年度水循环。
图4.获得的总水含量（蒸汽+冰）的垂直分布：
（a）和（c）-根据安装在火星侦察轨道器（MRO）上的火星气候探测仪（MCS）设备进行的白天和黑夜；
（b）和（d）-根据研究中模拟数据得出的白天和黑夜。
在上面的图4的图形中：
-下午-根据火星时间15:00的数据；
-晚上-这是火星时间凌晨03:00。
在图4的所有图形上，对经度和纬度值进行平均。
在模拟过程中处理数据时，在14：00–16：00和02：00–04：00的时间段内对本地时间进行平均。
在研究工作结束时，作者得出的结论是，火星的大气层比陆地对水蒸气的渗透性更高，开放的季节性水循环显着促进了火星水蒸气流失的自然机理的持续发挥作用。