Материалы 21-й Международной конференции «Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса»
Москва, ИКИ РАН, 13–17 ноября 2023 г.

(http://conf.rse.geosmis.ru)

XXI.P.487

Исследование гомопаузы атмосферы Марса по данным ACS/TGO за 2,5 марсианских года.

Коссова Д.А (1), Беляев Д.А. (2,1), Федорова А.А. (2), Кораблев О.И. (2), Трохимовский А.Ю. (2), Стариченко Е.С. (2), Патракеев А. (2)
(1) Национальный исследовательский университет, Высшая школа экономики, Москва, Российская Федерация
(2) Институт космических исследований РАН, Москва, Россия
Средняя и верхняя атмосфера Марса, высоты выше ~50 км, содержит слои мезосферы и термосферы (выше 100-120 км). На этот диапазон высот приходится гомопауза, расположенная в диапазоне от 100 до 130 км, - слой, выше которого равномерное (турбулентное) перемешивание атмосферы меняется на молекулярное, индивидуальное для каждой компоненты [1]. Вариации высоты и температуры гомопаузы обусловлены как сезонной изменчивостью солнечной активности [2], так и вертикальным переносом энергии, вызванном глобальной циркуляцией и атмосферными волнами [3, 4]. До сих пор структура верхней атмосферы Марса была исследована немногочисленными экспериментами: либо масс-спектрометром при аэроторможении выше 120 км [5], либо из затменных наблюдений с аппаратов MAVEN [6] и Mars Express [7] на высотах от 30 до 150 км.

В настоящей работе мы представляем результаты измерений вертикального распределения температуры и плотности по данным солнечного просвечивания спектрометрическим комплексом ACS (Atmospheric Chemistry Suite) с борта аппарата ExoMars/TGO [8]. Канал ACS средней инфракрасной области (ACS-MIR) зондирует атмосферу Марса в диапазоне спектра 2.3-4.2 мкм с апреля 2018 года по н.в. Высокие спектральное разрешение и чувствительность эксперимента позволяют измерять плотность и температуру атмосферы в полосе поглощения СО2 около 2.7 мкм в широком диапазоне высот, от 20 до 180 км, одновременно охватывая слои тропосферы, мезосферы и термосферы. В работе показаны результаты наблюдений за 2,5 Марсианских года (MY) – с середины MY34 до конца MY36 – с сезонными и широтными вариациями температуры и высоты гомопаузы и их корреляции с пылевой активностью [9]. Рассматриваются различные способы определения высоты гомопаузы по вертикальным профилям плотности и температуры в зависимости от изменчивости коэффициента турбулентного перемешивания с высотой.

Ключевые слова: атмосфера Марса, солнечное просвечивание, температура, гомопауза
Литература:
  1. Bougher et al., 2017. Chapter 14: Upper Atmosphere and Ionosphere, in The Atmosphere and Climate of Mars, ed. B. Haberle, M. Smith, T. Clancy, F. Forget, R. Zurek, Cambridge University Press, doi:10.1017/9781107016187.
  2. Bougher et al., 2015. Mars Global Ionosphere-Thermosphere Model: Solar cycle, seasonal, and diurnal variations of the Mars upper atmosphere. Journal of Geophysical Research: Planets, 120(2), 311-342.
  3. González-Galindo et al., 2015. Variability of the Martian thermosphere during eight Martian years as simulated by a ground-to-exosphere global circulation model. Journal of Geophysical Research: Planets, 120(11), 2020-2035.
  4. Medvedev et al., 2015. Cooling of the Martian thermosphere by CO2 radiation and gravity waves: An intercomparison study with two general circulation models. Journal of Geophysical Research: Planets, 120(5), 913-927.
  5. Slipski et al., 2018. Variability of Martian turbopause altitudes. Journal of Geophysical Research: Planets, 123(11), 2939-2957. https://doi.org/10.1029/2018JE005704.
  6. Groller et al., 2018. MAVEN/IUVS stellar occultation measurements of Mars atmospheric structure and composition. Journal of Geophysical Research: Planets, 123, 1449–1483. https://doi.org/10.1029/2017JE005466.
  7. Forget et al., 2009. Density and temperatures of the upper Martian atmosphere measured by stellar occultations with Mars Express SPICAM. Journal of Geophysical Research, 114, E01004, https://doi.org/10.1029/2008JE003086.
  8. Korablev et al., 2018. The Atmospheric Chemistry Suite (ACS) of three spectrometers for the ExoMars 2016 trace gas orbiter. Space Science Reviews, 214(1). https://doi.org/10.1007/s11214-017-0437-6.
  9. Belyaev et al., 2022. Thermal structure of the middle and upper atmosphere of Mars from ACS/TGO CO2 spectroscopy. Journal of Geophysical Research: Planets, 127(10), e2022JE007286. https://doi.org/10.1029/2022JE007286.

Презентация доклада



Ссылка для цитирования: Коссова Д.А., Беляев Д.А., Федорова А.А., Кораблев О.И., Трохимовский А.Ю., Стариченко Е.С., Патракеев А. Исследование гомопаузы атмосферы Марса по данным ACS/TGO за 2,5 марсианских года. // Материалы 21-й Международной конференции «Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса». Москва: ИКИ РАН, 2023. C. 433. DOI 10.21046/21DZZconf-2023a

Дистанционное зондирование планет Солнечной системы

433