Материалы 20-й Международной конференции «Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса»
Москва, ИКИ РАН, 14–18 ноября 2022 г.

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

XX.P.532

Вариации мезопаузы и гомопаузы атмосферы Марса по данным ACS/TGO за два марсианских года.

Беляев Д.А. (1), Федорова А.А. (1), Кораблев О.И. (1), Трохимовский А.Ю. (1), Стариченко Е.С. (1), Патракеев А.В. (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, а также гомопауза, расположенная на 10-20 км выше, где атмосфера перестает быть равномерно перемешанной [1]. Вариации высоты и температуры мезо/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 1.5 Марсианских года (MY) – с середины MY34 до конца MY35 – с сезонными и широтными вариациями температуры и высоты мезопаузы и гомопаузы [9]. Исследуемые слои сопоставляются с высотой турбопаузы – область диссипации атмосферных гравитационных волн (около 80-120 км), которые также наблюдаются в наших вертикальных профилях температуры [10].
Анализ вертикальных профилей плотности и температуры осуществляется авторами в ИКИ РАН при поддержке гранта РНФ №20-42-09035.

Ключевые слова: атмосфера Марса, солнечное просвечивание, температура, мезопауза, 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.
  10. Starichenko et al., 2021. Gravity wave activity in the Martian atmosphere at altitudes 20–160 km from ACS/TGO occultation measurements. Journal of Geophysical Research: Planets, 126, e2021JE006899. https://doi.org/10.1029/2021JE006899.

Видео доклада



Ссылка для цитирования: Беляев Д.А., Федорова А.А., Кораблев О.И., Трохимовский А.Ю., Стариченко Е.С., Патракеев А.В. Вариации мезопаузы и гомопаузы атмосферы Марса по данным ACS/TGO за два марсианских года. // Материалы 20-й Международной конференции «Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса». Москва: ИКИ РАН, 2022. C. 235. DOI 10.21046/20DZZconf-2022a

Дистанционное зондирование планет Солнечной системы

235