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    中國科學院大氣物理研究所構建新一代火星大氣模式

    發布時間:2023年11月15日 來源:中國氣象報社

    ?近日,中國科學院大氣物理研究所火星研究團隊基于自主研發的高分辨率大氣模式動力框架,拓展其應用領域到火星大氣,在此基礎上引進并耦合美國國家航空航天局(NASA)艾姆斯研究中心的火星物理過程,構建新一代火星大氣模式GoPlanet-Mars(以下簡稱GoMars)。

    火星地形復雜、大氣稀薄,水汽極少,地表溫度空間變化大,沙塵變幻莫測,嚴酷的大氣環境條件是火星登陸探測的重大挑戰之一。當前,火星探測已經成為國家高新科技競爭力的標志,世界航天強國均研制火星大氣模式為登陸選址、科學探測提供氣象環境保障。此前我國尚無自主研發的火星大氣模式。

    GoMars已經具備對火星沙塵、水和二氧化碳的模擬能力?;谖覈白H谔枴?、美國“維京1號”“維京2號”的實測數據以及國際火星大氣全球數據集對模式進行評估。結果表明,GoMars能成功再現三個探測器記錄的火星大氣地表氣壓“兩峰兩谷”特征,在全球地表溫度、緯向急流、極區干冰和沙塵方面也具備良好的模擬性能。

    我國已計劃于 2028 年前實施“天問三號” 探測任務,目標是完成人類第一次火星采樣返回。相比“天問一號”,“天問三號”除了登陸,還需在火星表面采樣、起飛和返回,對精細化模擬火星大氣環境條件的需求更為迫切。為應對“天問三號”探測任務需求,GoMars將圍繞動力框架水平分辨率提升和物理過程改進兩方面持續發展。

    “隨著火星探測任務復雜度的逐步提高,對火星天氣預報的需求也隨之增加。相比地球天氣預報,火星的預報難度更大,開展火星天氣預報是國際行星大氣科學領域最前沿的巨大挑戰之一?!敝袊茖W院大氣物理研究所研究員董理說,“為此,GoMars 團隊將自主研發適用于火星大氣環境特征的先進資料同化系統,使其具備定量預報沙塵暴等火星典型天氣過程的能力,為我國未來的火星探測、火星移民和資源開發等國家戰略提供高質量氣象環境保障支撐?!?/p>

    (作者:周權 吳鵬?責任編輯:張林

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