火星尘暴发生于火星的所有季节，它会影响着陆任务的精度和安全性，带来沙尘沉积，导致火星车电力不足而停止工作。火星尘卷风 (Dust devils, DDs) 可以清除尘暴堆积在火星车太阳能帆板上的灰尘，提高火星车电量进而延长寿命。尘卷风留下的深色或明亮的表面痕迹被称为尘卷风轨迹 (Dust Devils Tracks，DDTs)。火星尘暴和尘卷风之间有着密切的关系，结合二者进行时空分析对于实现火星车的长期科学探测具有重要意义。“天问三号”火星采样任务预计2028年发射，2030年从火星表面采样返回。根据现有“天问三号”着陆区选择要求（高程-2000 m以下，纬度在17-30°之间），筛选出三个暂定着陆区 (简称TLAs)：Amazonis Planitia, Chryse Planitia和Utopia Planitia南部。“天问三号”的着陆、采样和上升时间位于尘暴事件的高发时期。因此，着陆区中尘暴时空规律和尘卷风的“清洁”周期分析对“天问三号”采样返回任务至关重要。
本文基于火星大气活动的季节性和规律性，利用火星全球勘测者探测器 (Mars Global Surveyor, MGS) 携带的火星轨道摄影机 (Mars Orbiter Camera, MOC) 拍摄的火星每日全球地图，进行以下四方面研究：(1)识别出MY24-28年三个TLAs内的尘暴和尘卷风，并提取了它们的位置、形状和面积等参数。目前已识别以Amazonis Planitia南部为中心（23.5°N，161.3°W）半径为1600 km的多半圆范围内尘暴共计506个；(2)综合尘暴覆盖研究区域面积百分比、出现的频率和重复出现概率三个因子，计算TLAs中尘暴发生的日平均时间概率，然后将TLAs划分为0.5°格网，计算区域内的尘暴空间概率。Amazonis Planitia区域内尘暴时间概率为0-31.10%，尘暴时间概率在全年内表现出非均匀性和季节性，北半球的秋冬季时间概率较高；在太阳经度Ls=348-18°范围内，Amazonis Planitia区域内尘暴空间概率为0-65.63%，整体分布呈西北高、东南低的趋势，并发现尘暴空间概率受尘暴源区、移动路径等因素影响；(3)计算DDTs的形成速率，分析TLAs中尘暴引起的太阳能电池板“清洁”周期；(4)根据尘暴时空概率和尘卷风“清洁”周期，在三个TLAs中进行整个采样过程的安全性评价，选择最佳着陆区域，确定“天问三号”任务的最安全着陆和采样时间。

火星尘暴,尘卷风,天问三号,着陆区选择