Влияние априорной модели на характеристики марсианского аэрозоля, восстанавливаемые из данных спектрометра OMEGA миссии Mars-Express

На основе разработанного авторами алгоритма из данных лимбовых режимов наблюдения спектрометра OMEGA европейской миссии Mars-Express восстанавливались высотные профили микрофизических параметров марсианского аэрозоля (вертикальные профили концентрации и радиуса аэрозольных частиц для различных марсианских сезонов, широт и местных времён).
Для анализа использовались данные одновременно 12-ти «аэрозольных каналов» (диапазон длин волн от 0.4 до 3.5 мкм). Моделирование переноса излучения в атмосфере Марса осуществлялось на базе известного радиационного кода SCATRD (в основе расчёта - метод статистического моделирования (Монте-Карло), позволяющий учесть многократное рассеяние излучения в сферической атмосфере). Восстановление аэрозольных параметров выполнено на основе предложенной авторами модели, в которой минимизировано количество микрофизических параметров для описания аэрозоля.
В данной работе исследованы зависимости получаемых высотных профилей от различных априорных предположений и параметров применённой модели. А именно, рассмотрено влияние на результат следующих предположений:
- доминирование одной аэрозольной фракции на всех высотах (фиксированность химического состава): рассмотрены водяной лёд и пыль из популярной полуэмпирической модели MarsDust и показано решающее значение выбора аэрозольного вещества для восстановления параметров аэрозоля;
- выбор одинакового для всех высот одномодового модифицированного гамма-распределения аэрозольных частиц по размерам (с гамма = 0.5 и альфа = 1.5): результирующие профили эффективных размеров частиц слабо чувствительны к вариациям параметра альфа (отвечающего за ширину функции распределения; вариации в пределах от 1.0 до 2.0);
- фиксированное спектральное альбедо поверхности планеты: рассмотрена зависимость результатов от вариации альбедо поверхности от 0.2 до 1.0 на примере 8-го аэрозольного канала (длина волны 1.256 мкм);
- сферичность формы частиц аэрозоля: при расчётах на основе известного метода T-матриц (Мищенко М. И.) с использованием вытянутых сфероидальных частиц с отношением осей ½ (равных по объёму сферам) результаты меняются слабо; степень влияния зависит от фазового угла;
- поле зрения прибора бесконечно узкое: у рассматриваемого прибора поле зрения в поперечном сечении имеет прямоугольную форму, но ввиду сложности рассмотрения это поле зрения было заменено полем зрения с круглым сечением, но с тем же телесным углом; зависимость результата от величины угла поля зрения в пределах ошибок не выявлено.
Таким образом, в используемой модели наиболее важен правильный выбор доминирующего аэрозольного вещества (т. е. выбор комплексного показателя преломления). Поэтому при восстановлении необходимо априорное детальное исследование спектров с целью надёжной идентификации аэрозольного материала.