第七届青年地学论坛

火星沙尘在气候调节方面起着重要的作用。但是，沙尘对火星极地CO₂冰盖、近地表风场以及高空风场的影响还尚不清楚。本研究通过四个沙尘实验，使用火星数值模型MarsWRF来研究不同沙尘含量情景下极地CO₂冰盖和大气环流的时空特征的变化情况。本研究首先使用了火星侦察人造卫星（MRO）搭载的火星气候探测仪（MCS）和洞察号探测器对火星大气的温度剖面和近地表风场进行了评估。观测结果和模拟结果之间的比较表明，MarsWRF模型能够捕获到火星气象场的基本特征。
通过对火星CO₂冰盖的分析发现，沙尘可以通过辐射效应抑制南半球CO₂冰的升华，从而降低该地区的地表气压。当火星大气处于无尘状态时，CO₂更多地是以气体的形式存在。在“高沙尘”情景下，北半球的地表气压在Ls=230-300°期间会突然增加，这与沙尘导致的北极上空的大气暖化现象有关，更暖的大气不利于CO₂冰的凝华过程从而使得地表气压较一般情景更高。此外，火星近地表存在三条受沙尘含量影响较大的风带，即在“高沙尘”情景下，30°S附近的西风带加强，10°N附近的东风带减弱，北极地区的西风带减弱。这些近地表风带的变化与夏季半球到冬季半球经向环流圈的上升支增强和原本的下沉支减弱有关。通过对整个经向环流圈的三维特征进行分析后发现，沙尘会导致该环流圈范围扩大，强度增强。沙尘对近地表风场的影响在南半球夏至日左右达到最大，并且北极地区的近地表风带对沙尘的响应会略滞后于另外两条近地表风带。

火星沙尘,CO2冰盖,大气环流