Пятнадцатая Всероссийская открытая конференция "Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса"
XV.P.440
Исследование насыщения водяного пара в атмосфере Марса по данным СПИКАМ на Марс-Экспресс
Федорова А.А. (1), Бецис Д.С. (1), Монтмессан Ф. (2), Кораблев О.И. (1), Берто Ж.-Л. (2,1), Малтаглиати L. (3)
(1) Институт космических исследований РАН, Москва, Российская Федерация
(2) LATMOS, CNRS/UVSQ/IPSL, Гюйанкур, Франция
(3) Nature astronomy, London, UK
Вертикальное распределение водяного пара в атмосфере Марса регулируется давлением насыщение H2O, которое в свою очередь определяется вертикальным профилей температуры. Хорошо известно, что высота насыщения изменяется от 10 км холодным летом в северном полушарии до высот 40-60 км теплым летом в южном полушарии на Марсе. Насыщение водяного пара на 10 км северным летом, приводит к формированию облачного слоя (ACB – aphelion cloud belt), что влияет на перенос воды между полушариями и блокирует воду в северном полушарии в этом сезон (Clancy et al., 1996; Montmessin et al., 2004). Между тем, наблюдения спектрометра СПИКАМ на КА «Марс-Экспресс» в MY29 Ls=60-110° показали присутствие значительного количества молекул H2O выше гидропаузы на высотах 30-40 км (Maltagliati et al., 2011). Водяной пар на этих высотах находился в перенасыщенном состоянии с давлением в несколько раз (до 10) превышающим давление насыщения. Clancy et al. (2017) также сделал попытку оценить перенасыщение водяного пара, восстановленное из вертикальных профилей свечения кислорода по данным спектрометра CRISM/MRO, получив близкий результат на Ls=60-140°, но с большим усреднением.
Несмотря на то, что за последние годы накоплен большой объем данных прибора СПИКАМ ИК/МЕХ по вертикальному распределению водяного пара, детального исследования сезонных и широтных вариаций коэффициента насыщения не проводилось. СПИКАМ проводит измерения вертикального распределения плотности и относительного содержания H2O методом солнечного просвечивания с 2004 года (Korablev et al., 2006; Fedorova et al., 2009). На сегодняшний момент получены данные за 7 полных марсианских лет. Мы провели исследование возникновения перенасыщения H2O за весь период наблюдений СПИКАМ, использую температурные профили из модели общей циркуляции атмосферы Марса лаборатории LMD MCD v5.2 (Millour et al., 2015) и данных лимбовых наблюдений прибора MCS на КА MRO (Kleinböhl et al., 2009). Будут представлены сезонные и широтные вариации коэффициента насыщения.
Работа поддержана грантом Правительства РФ №14.W03.31.0017
Ключевые слова: Марс, атмосфера, водяной пар
Литература:
- Clancy, R.T., Grossman, A.W., Wolff, M.J., James, P.B., Rudy, D.J., Billawala, Y.N., Sandor, B.J., Lee, S.W., Muhleman, D.O., 1996. Water Vapor Saturation at Low Altitudes around Mars Aphelion: A Key to Mars Climate? Icarus 122, 36-62.
- Montmessin, F., F. Forget, P. Rannou, M. Cabane, and R. M. Haberle (2004), Origin and role of water ice clouds in the Martian water cycle as inferred from a general circulation model, Journal of Geophysical Research: Planets, 109(E10), E10004, doi:10.1029/2004je002284.
- Maltagliati, L., Montmessin, F., Fedorova, A., Korablev, O., Forget, F., Bertaux, J.-L., 2011a. Evidence of Water Vapor in Excess of Saturation in the Atmosphere of Mars. Science 333, 1868-.
- Clancy R.T., Michael D. Smith, Franck Lefèvre, Timothy H. McConnochie, Brad J. Sandor, Michael J. Wolff, Steven W. Lee, Scott L. Murchie, Anthony D. Toigo, Hari Nair, Thomas Navarro, Vertical profiles of Mars 1.27 µm O2 dayglow from MRO CRISM limb spectra: Seasonal/global behaviors, comparisons to LMDGCM simulations, and a global definition for Mars water vapor profiles, Icarus 293, 2017, 132-156, https://doi.org/10.1016/j.icarus.2017.04.011.
- Korablev, O. et al., 2006. SPICAM IR acousto-optic spectrometer experiment on Mars Express. Journal of Geophysical Research: Planets 111(E9): E09S03.
- Fedorova, A.A., Korablev, O.I., Bertaux, J.L., Rodin, A.V., Montmessin, F., Belyaev, D.A., Reberac, A., 2009. Solar infrared occultation observations by SPICAM experiment on Mars-Express: Simultaneous measurements of the vertical distributions of H2O, CO2 and aerosol. Icarus 200, 96-117.
- Millour, E. et al., 2015. MCD/GCM development Team, The Mars Climate Database (MCD version 5.2), European Planetary Science Congress 2015, held 27 September - 2 October, 2015 in Nantes, France, Online at http://meetingorganizer.copernicus.org/EPSC2015, id.EPSC2015-438
- Kleinböhl, A, Schofield, J.T., Kass, D.M., Abdou, W.A., Backus, C.R., Sen, B., Shirley, J.H., Lawson, W.G., Richardson, M.I., Taylor, F.W., Teanby, N.A., McCleese, D.J., 2009. Mars Climate Sounder limb profile retrieval of atmospheric temperature, pressure, and dust and water ice opacity. Journal of Geophysical Research: Planets, 114, E10006. DOI: http://dx.doi.org/10.1029/2009JE003358
Дистанционное зондирование планет Солнечной системы
327