火星沙尘暴，其尺度可按规模大小分为局部沙尘暴、区域沙尘暴及全球沙尘暴，在火星气候系统和空间环境中起着至关重要的作用，对人类的火星探测活动产生了重大影响。火星探测器的观测数据和大气模式模拟均表明，导致沙尘暴发生，形成沙尘环境的主要因素是风吹沙。而由于沙尘暴频繁发生，并且空中长期悬浮着尘埃颗粒，火星气候在很大程度上是一种“尘埃气候”。因此，风吹沙的研究对于了解火星气候和地貌的变化至关重要。由于干燥多风的火星大气环境、极低的气压以及宇宙射线和紫外线辐射等，使得静电现象显著。此外，沙尘颗粒之间的碰撞摩擦使得其极容易携带净余电荷。粒子表面携带的净电荷对光的散射可以忽略不计，这是因为可见光波段的频率太高，电子无法被激发。然而，不同大小和成分的尘粒接触电化和电荷分离，会产生强的大气电场，且在大气电场中，导电带电沙粒的电荷会通过静电感应而增强。静电力会作用在沙粒上，提高沙尘颗粒的夹带率。已有的流体阈值模型预测结果高于火星车观测到的风速，但在火星上仍然观测到了风吹沙现象，这导致了风吹沙运动无法从理论上解释。因此，本文考虑了静电力，从理论上研究了火星沙尘颗粒的流体阈值。并使用火星全球大气模式MarsWRF的预测结果和实验结果验证了流体阈值模型。结果发现，当电场强度为25 kV/m时，静电力使流体阈值降低了10.4%，对维京着陆器 2 号、好奇号和毅力号探测器在火星上观测到的低风速下仍存在风吹沙的现象进行了解释，也支持了风是火星地貌变化的主要因素这一结论。此外，低摩阻风速下，静电力使得沙尘通量增大了5.47倍，同时由于静电力对流体阈值的降低使得沙尘颗粒更容易滞后的零星运动，这对火星沙尘循环具有重要影响。当沙床松动，内聚力随机时，电场对流体阈值的影响更为显著，结果表明，无风的情况下，火星上微米级的沙粒也能被静电力从表面抬升。这或许解释了火星是个多尘的行星。
 

流体阈值；火星颗粒；静电力；沙尘通量