第二届未来大气科学论坛

    为确保火星表面的安全着陆与起飞，人们投入了大量精力来了解每个火星任务前的大气状况。这项工作包括对目标大气层的直接观测、整合以往任务的遥感数据，以及运用数值模型模拟大气条件。随着探火任务的复杂性和精密程度与日俱增，对全尺度（全球-中-小-大涡）火星大气状况的预测需求更为迫切。因此，我们自“天问一号”任务起，就采用了具有完全动态沙尘-辐射过程的跨尺度数值模式MarsWRF，针对预选降落廓线及着陆区附近的大气状况进行了一系列多层嵌套数值模拟，并取得成功。

    针对2028-2031年“天问三号”任务的火表着陆及返回过程，我们使用更新的MarsWRF模式，对乌托邦平原及克律塞平原地区进行了中分辨率 (水平分辨率~30km)、少数可能着陆点的高分辨率（D05:3.6km，D06: 1.2km）的数值模拟。在本次报告中，我们将重点展示两个典型区域：1）卡塞峡谷区和2）瓦胡撞击坑区的高分辨率大气环流（如：中层急流、地形流、山地波、边界层演化及对流活动）及背景和局地沙尘暴的演化过程。其中卡塞峡谷(D05区域)的沙尘垂直分层显著：背景沙尘可长时间富集在海拔35-45km高度附近，局地沙尘由正午的热对流产生（非尘卷风，但概率高）。瓦胡撞击坑(D06区域)的环流受地形及日变化影响显著，呈现出夜间山地波主导，白天对流主导的特征。海拔35-45km高度背景沙尘仪然存在，低层背景沙尘（海拔15km以下）主要由南部平流过来，并在正午被旺盛的边界层湍流混合稀释。局地沙尘主要发生于陨石坑壁附近，可由地形流形成的强下坡风激发。

 

天问三号,MarsWRF,高分辨率模拟