中國科學(xué)家全面模擬火星沙塵循環(huán) 揭示火星氣候奧秘
火星作為人類星際移民的首選目標，其大氣環(huán)境尤其是巨型沙塵暴的研究一直備受關(guān)注。中國科學(xué)院大氣物理研究所科研團隊自主研發(fā)的新一代火星大氣環(huán)流模式GoMars，在近日成功實施了首次全面模擬火星沙塵循環(huán)，解密了火星沙塵行為，并通過評估GoMars的模擬性能，為未來實現(xiàn)可靠的火星天氣預(yù)報與氣候預(yù)測奠定了關(guān)鍵基礎(chǔ)。
在50年的模擬中，GoMars爆發(fā)了11次全球性沙塵暴，揭示了沙塵循環(huán)的相關(guān)機制。這項研究由中國科學(xué)院大氣所研究員王斌、正高級工程師董理和博士研究生劉帥等合作完成，成果發(fā)表在《大氣科學(xué)進展》期刊上。
火星作為地球的“姊妹星”，雖然充滿神秘，但也潛藏著致命威脅，如稀薄的大氣、強烈的輻射和巨型沙塵暴。電影《火星救援》中的場景展示了沙塵暴對設(shè)備和任務(wù)的巨大影響。從廣義上看，火星的沙塵循環(huán)系統(tǒng)包括各種尺度的沙塵暴，不僅塑造了火星的日常天氣，還在其長期氣候演化中扮演著核心角色?；鹦巧系娜蛐陨硥m暴是典型的極端天氣事件，也是引發(fā)火星氣候顯著年際變率的主要驅(qū)動力。
盡管火星觀測數(shù)據(jù)豐富，但現(xiàn)有數(shù)據(jù)在時間連續(xù)性、空間覆蓋度和時空分辨率方面仍有局限。因此，大氣數(shù)值模式顯得尤為重要，它基于火星大氣物理理論構(gòu)建數(shù)學(xué)模型，依托超級計算機求解復(fù)雜的控制方程組，實現(xiàn)對火星氣候系統(tǒng)的全面模擬與預(yù)測。隨著“天問”系列任務(wù)的成功實施，中國對火星大氣環(huán)境的認知需求日益迫切，首個中國自主研發(fā)的火星大氣環(huán)流模式應(yīng)運而生。
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