Материалы 19-й Международной конференции «Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса»
Москва, ИКИ РАН, 15–19 ноября 2021 г.

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

XIX.P.418

Климатология температуры и плотности средней и верхней атмосферы Марса по данным CO2 спектроскопии ACS/TGO

Беляев Д.А. (1), Федорова А.А. (1), Кораблев О.И. (1), Трохимовский А.Ю. (1), Патракеев А. (1)
(1) 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 мезопауза с температурным минимумом и расположенная на 10-20 км выше гомопауза, где атмосфера перестает быть равномерно перемешанной [1]. Вариации температуры термосферы 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, 6] либо из затменных наблюдений с аппаратов MAVEN [7] и Mars Express [8] 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 [9]. 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 1.5 Марсианских года (MY) – с середины MY34 до конца MY35 – с сезонными и широтными вариациями температурной структуры атмосферы на утреннем и вечернем терминаторах планеты.
Анализ вертикальных профилей плотности и температуры осуществляется авторами в ИКИ РАН при поддержке гранта РНФ №20-42-09035.

Ключевые слова: атмосфера Марса, солнечное просвечивание, спектроскопия СО2, температура
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. Bougher et al., 2017. The structure and variability of Mars dayside thermosphere from MAVEN NGIMS and IUVS measurements: Seasonal and solar activity trends in scale heights and temperatures, J. Geophys. Res. Space Physics, 122, 1296-1313. doi:10.1002/2016JA023454.
  6. Stone et al., 2018. Thermal structure of the Martian upper atmosphere from MAVEN NGIMS. Journal of Geophysical Research: Planets, 123, 2842–2867. https://doi.org/10.1029/2018JE005559.
  7. 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.
  8. Quemerais et al., 2006. Stellar occultations observed by SPICAM on Mars Express. Journal of Geophysical Research, 111, E09S04. https://doi.org/10.1029/2005JE002604.
  9. 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.

Видео доклада



Ссылка для цитирования: Беляев Д.А., Федорова А.А., Кораблев О.И., Трохимовский А.Ю., Патракеев А. Климатология температуры и плотности средней и верхней атмосферы Марса по данным CO2 спектроскопии ACS/TGO // Материалы 19-й Международной конференции «Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса». Москва: ИКИ РАН, 2021. C. 300. DOI 10.21046/19DZZconf-2021a

Дистанционное зондирование планет Солнечной системы

300