جو یا اتمسفر سیاره مریخ بسیار رقیق تر از اتمسفر سیاره زمین است و ۹۵ درصد آن از دی اکسید کربن تشکیل شده است. اتمسفر زمین متشکل از ۷۸ درصد نیتروژن و ۲۱ درصد اکسیژن است. دمای متوسط سطح مریخ منهای ۶۳ درجه سانتی گراد، یعنی به طور وحشتناکی سرد است. در قسمت های بالایی اتمسفر مریخ، آب و بخار دی اکسید کربن منجمد می شوند و ابرهای مرتفعی را پدید می آورند. زمانی که بادهای بهاری غبار را به هوا می پراکنند و باعث ایجاد طوفان های بزرگ می شوند ابرهای دیگری هم در بالای مریخ شکل می گیرند. بیشتر سنگریزه ها دوباره روی سطح مریخ می نشینند، اما غبار نرم قرمز رنگ در پایین ترین لایه جو این سیاره، یعنی تروپوسفر به صورت معلق باقی می ماند. همین غبار است که آسمان مریخ را به رنگ قرمز در می آورد. در نواحی قطبی، غبار معلق با بخارهای یخی در هم می آمیزد و تبدیل به شبنم برف مانندی می شود که سطح مریخ را می پوشاند.

ابرهای مریخ
در مریخ، ابرها در فصل تابستان برفراز قله های بلند آتشفشانی تشکیل می شوند، یعنی زمانی که هوای گرم تر رو به بالا جریان می یابد و در ارتفاع سرد می شود. آب یا بخارهای دی اکسید کربن باعث تشکیل ابرها در بالای کلاهک های یخی قطبی و نیز در ارتفاعات این سیاره می شوند. ابرهایی از آب منجمد در ارتفاع ۱۹ تا ۲۹ کیلومتری وجود دارند و ابرهای دی اکسید کربنی در ارتفاع ۴۸ کیلومتری یافت می شوند. در مریخ به دلیل وجود آب و هوای سرد و خشک هرگز باران نمی بارد، اما در فصل زمستان ابرهای دو کلاهک یخی روی سطح آن توده ای از شبنم یخ زده و شاید برف
به جا می گذارند.
اتمسفر مریخ بخار آب بسیار کمی را در خود نگه می دارد، اما از ترکیب هوای سرد و فشار جوی کم، ابرهای یخی پدید می آیند. این ابرها در هر نقطه ای از مریخ یافت می شوند، اگرچه در «فلاته سیرت بزرگ»۱ در شمال «هامونه هلاس»(Hellas Planitia )بیشترین فراوانی را دارند. با کمک تلسکوپ های زمینی می توان ابرهای مریخ را مشاهده کرد. این ابرها نور خورشید را منعکس می کنند و بنابراین به صورت لکه های درخشان دیده می شوند. ابرهای «لیی ویو» (Lee wave)در اطراف موانع بزرگ مانند کوه ها، دهانه های برخوردی و آتشفشان ها تشکیل می شوند.هوا در این نوع نواحی در بیشتر مواقع امواجی شبیه به امواج دریا را به وجود می آورد.

بادهای مریخ
سطح مریخ دارای اینرسی حرارتی بسیار کمی است. به عبارتی دیگر، زمانی که خورشید به آن می تابد به سرعت گرم می شود. دمای روزانه به طور معمول در نوسان است و در نواحی دور از قطبین تا حدود ۱۰۰ کلوین می رسد. بادها بیشتر در مناطقی ایجاد می شوند که اینرسی حرارتی به طور ناگهانی تغییر می کند، برای مثال از دریا به خشکی. هیچ دریایی در مریخ وجود ندارد، اما در نواحی خاصی از آن اینرسی حرارتی خاک تغییر می کند. این منجر به وزش بادهای صبحگاهی و عصرگاهی می شود، مشابه نسیمی که در زمین از دریا به خشکی می وزد.
پروژه آنتارس به نام «اقلیم مریخ در مقیاس کوچک» (MSW)نقص هایی در مدل های فعلی آب و هوای جهانی شناسایی کرده و علت این امر، مدل سازی ابتدایی خاک است. دریافت گرما از طریق سطح مریخ و بازتاب آن اهمیت زیادی دارد، بنابراین طراحی و مدل سازی خاک باید به طور دقیق انجام شود. دانشمندان در حال رفع کردن عیب های تشخیص داده شده در مدل ها هستند تا برآوردهای آینده دقیق تر انجام شوند.
مریخ نسبت به زمین خشک تر و سردتر است، در نتیجه غباری که توسط بادها به هوا بلند می شود نسبت به غبارهای جو زمین برای مدت طولانی تری در اتمسفر باقی می ماند. علت این است که در مریخ بارشی رخ نمی دهد که این غبار را بشوید. تلسکوپ فضایی هابل نیز موفق شده از یکی از این طوفان های موسمی تصویربرداری کند.

بادهای خورشیدی
سیاره مریخ حدود چهار میلیارد سال قبل بیشتر میدان مغناطیسی خود را از دست داد و در نتیجه، بادهای خورشیدی و پرتوهای کیهانی به طور مستقیم با یونوسفر مریخ بر هم کنش دارند. این سبب رقیق شدن اتمسفر مریخ می شود، چون عملکرد بادهای خورشیدی سبب می شود اتم های لایه بیرونی یونوسفر پی در پی از آن جدا شوند. بادهای خورشیدی عامل اصلی از بین رفتن غلظت اتمسفر مریخ هستند.
تئوری های اخیر ثابت کرده اند که بادهای خورشیدی در حال ضعیف شدن هستند. بنابراین، اثر کنده شدن اتم های اتمسفر مریخ بسیار کم شدت تر از زمانی است که بادهای خورشیدی قدرتمندتر بودند.
توفان شن و تنوره دیو
بادهای سیاره مریخ همیشه در حال پرداخت کردن و فرسایش صخره ها و به هوا بردن شن و غبار هستند. ابرهای حاصل از گرد و غبار می توانند تبدیل به طوفان های شدیدی شوند که تا صدها و بلکه هزاران کیلومتر وسعت دارند. ابرهای گرد و غبار به اندازه یک کیلومتر به هوا بلند می شوند و هفته ها در هوا باقی می مانند. گاهی گردبادهای کوچک یا همان جریان های همرفتی می چرخند و ستون هایی را تشکیل
می دهند که در پهنه سرزمین های مریخی به گردش در می آیند. به این پدیده در اصطلاح «تنوره دیو» می گویند که می تواند ۱۰۰ متر ارتفاع داشته باشد، به طوری که از درون فضاپیماهایی که در مدار حرکت می کنند قابل مشاهده است. تنوره های دیو اغلب در تابستان و در دشت های هموار مریخ به حرکت در می آیند.

آیا در مریخ برف می بارد؟
در پاییز مریخ، ابرهای متراکم ناحیه قطبی شمالی را می پوشانند. مشاهده آن چه در ورای این پوشش قطبی وجود دارد کار دشواری است؛ بنابراین دانشمندان نمی دانند چه اتفاقی در پس این پرده ابری روی
می دهد. با شروع زمستان، این روپوش قطبی گسترده تر می شود. بخارهای یخی روی ذرات گرد و غبار معلق در هوا منجمد می شوند و بلورهای شبیه به برف را به وجود می آورند. با کوچک شدن کلاهک قطبی، لایه سفیدی از یخ و شاید برف روی زمین به جا می ماند.دانه های برف مریخ (در صورت وجود برف) با دانه های برف زمین فرق دارند. یک دانه برف متولد شده در جو زمین شش وجهی است و از آب منجمد تشکیل شده است. دانه های برف زمینی ظریف و سبک وزن هستند. از یک دانه برف دی اکسید کربنی مریخی نیز یک مدل پلاستیکی ساخته شده که شبیه به سنگ جواهر است. دانشمندان می دانند که شبنم یخ زده به طور مداوم در مریخ شکل می گیرد، اما درباره این که آیا برف به معنای واقعی در آن شکل می گیرد و می بارد اطمینان ندارند.

*پانوشت:
۱- فلاته سیرت بزرگ (Syrtis Major Planum) نام لکه تیره‌ ای بر سطح کره مریخ است.بررسی داده‌ های رسیده از نقشه ‌بردار سراسر مریخ نشان می دهد که فلاته سیرت بزرگ یک آتشفشان از نوع سپری ( Shield volcano) با برجستگی کم است.

code