Marsinvuodenajat ovat sen akselin kallistuman takia toistuvia vuosittaisia ajanjaksoja, jolloin planetaarinen säätila muuttuu. Marsilla onMaan tapaan neljä vuodenaikaa.[1] Marsin vuodenajat havaitaan muutoksistapohjoisessa jaeteläisessä napalakissa, pilvissä ja tumman pölyn vaelluksena Marsin pinnalla vuodenaikatuulien mukaan. Marsissa tapahtuu säämuutoksia helposti, koska sen ohut ilmakehä on herkkä vesihöyry- ja hiilidioksidipitoisuuden muutoksille.
Marsin vuoden pituus on 1,88 Maan vuotta eli noin 687 Maan päivää. Siten vuodenajat Marsissa ovat Maan vuodenaikoja pidempiä. Marsin vuorokausi sol (24 tuntia, 39 minuuttia ja 36 sekuntia)[2] on hieman Maan vuorokautta pidempi. Marsin solia kohti tulee keskimäärin 371 kaloria/cm2/solselvennä säteilyä, kun taas Maahan 839 cal/cm2/päiväselvennä. Ero johtuu siitä, että Mars on keskimäärin 1,52 kertaa niin kaukana Auringosta kuin Maa.[3]. Kun lisäksiMarsin harvan kaasukehän aiheuttamakasvihuoneilmiö on vähäinen, on Marsin ilmasto huomattavasti Maan ilmastoa kylmempi.
Marsin vuodenaikoihin vaikuttaa lähinnä planeetan akselin kaltevuus sen ratatasoon nähden. Koska planeetan akseli osoittaa planeetan ratakierroksen aikana aina samaan suuntaan, Aurinko lämmittää välillä enemmän planeetan pohjoista, välillä enemmän eteläistä pallonpuoliskoa. Marsin soikean radan takia sen etäisyys Auringosta vaihtelee välillä 1,38-1,66AU jaeksentrisyys on näin ollen 0,093. Marsin ollessa soikean radan takia kauempana Auringosta se liikkuu hitaammin ja etelässä on talvi. Siksi Marsin eteläisen pallonpuoliskon talvi on kylmempi ja pidempi (177 solia) kuin pohjoisen talvi (156 solia). Siten Marsin eteläinen napalakki kasvaa talvella suuremmaksi kuin pohjoinen napalakki. Marsin radan soikeus ja asento muuttavat myös pallonpuoliskojen keväiden pituutta siten, että Marsin pohjoisen kevät on pitkä (194 solia) ja eteläinen kevät lyhyt (142 solia)[4].
Marsin yleistä vuodenaikaa kuvataan pituusasteellaLs, joka ilmaisee Marsin sijainnin Aurinkoa kiertävällä radallaan. Ls on 0°, kun pohjoisessa onkevätpäiväntasaus ja etelässäsyyspäiväntasaus (päivä ja yö yhtä pitkät).Ls:n muutoksen myötä muuttuvat Marsin akselin suunta Auringon suhteen sekä Marsin ja Auringon välinen etäisyys, koska Mars kiertää Aurinkoa melko soikealla radalla akseli kallellaan tiettyä taivaanpallon kohtaa kohti. Marsin sijainti radallaan ja vuodenaika on siis sidoksissa toisiinsa. Vuoden kierron kuluessa astelukema Ls ensin kasvaa ja saavutettuaan 360° astetta (Marsin kierrettyä radallaan täyden ympyrän) Ls nollautuu.
| Longitudi Ls | Marsin etäisyys Auringosta AU | Pohjoinen | Eteläinen |
|---|---|---|---|
| 0° (360°) | 1,56 | kevätpäiväntasaus | syyspäiväntasaus |
| 90° | 1,65 | kesäpäivänseisaus | talvipäivänseisaus |
| 180° | 1,45 | syyspäiväntasaus | kevätpäiväntasaus |
| 270 | 1,38[5] | talvipäivänseisaus | kesäpäivänseisaus |
Mars onperihelissä eli lähimpänä Aurinkoa pohjoisen talvella (etelän kesällä) sijainnissa Ls = 250,87° saaden 1,45-kertaisen määrän Auringon säteilyä verrattuna radan etäisimmässä paikassa olevaanapheliin, joka on pohjoisen kesällä (etelän talvella) sijainnissa Ls = 70,87°.[6] Juuri perihelin jälkeen Marsin ollessa sijainnissa Ls=260° alkaa Marsin pahin pölymyrskykausi. Pölymyrskyjä on Marsissa noin välillä Ls=250-355°[7][8]
Vuodenajat vaikuttavat Marsin napalakkeihin kasvattaen ja kutistaen näitä siten, että talvisin napalakit ovat suurempia ja kesäisin pienempiä. Eteläisen ja pohjoisen puoliskon vuodenajat ovat vastakkaiset.[9]
Marsin pohjoinen hiilidioksidinapalakki alkaa kasvaa syyspäiväntasauksen tienoilla (Ls 180°) kasvaen laajimmilleen (Ls 325°) ja on taas sublimoitunut takaisin kaasukehään Marsin asemassa Ls 70°.[10]
Marsin eteläinen napalakki laajenee jopa eteläiselle leveydelle 50°.[10] Eteläinen hiilidioksidinapalakki alkaa kasvaa Marsin etelän syksyllä, kun Ls=45°, on suurimmillaan kevättalvella, kun Ls=145° ja on sublimoitunut takaisin alkukesästä kaasukehään, kun Ls=235°[10].
Marsin "ilmanpaine" eli kaasukehänpaine vaihtelee, kunMarsin kaasukehän hiilidioksidi sitoutuu vuodenajan mukaan jompaankumpaan napalakkiin. Alla olevassa taulukossa on Viking Lander 1:n vuoden aikana mittaama Marsin ilmanpaine, joka näytäisi vaihtelevan seitsemästä melkein yhdeksään millibaariin.[5]
| päivä | paine (mbar) |
|---|---|
| 0 | 8,0 |
| 57 | 8,25 |
| 114 | 8,4 |
| 172 | 7,75 |
| 229 | 7,0 |
| 286 | 6,9 |
| 343 | 7,25 |
| 400 | 8,0 |
| 458 | 8,8 |
| 515 | 8,9 |
| 572 | 8,5 |
| 629 | 8,0 |