我國(guó)成功模擬火星沙塵循環(huán) 為火星天氣預(yù)報(bào)奠定基礎(chǔ)
中國(guó)科學(xué)院大氣物理研究所的科研人員成功研發(fā)了火星大氣環(huán)流模式GoMars，基于該模式對(duì)火星沙塵循環(huán)進(jìn)行了系統(tǒng)性模擬研究。研究全面模擬了火星沙塵循環(huán)，重點(diǎn)展示了沙塵循環(huán)的多時(shí)間尺度變率，并成功模擬了最具挑戰(zhàn)性的年際變率，這是火星大氣模擬公認(rèn)的難點(diǎn)之一。這項(xiàng)研究有效評(píng)估了GoMars的模擬性能，為未來(lái)實(shí)現(xiàn)可靠的火星天氣預(yù)報(bào)與氣候預(yù)測(cè)奠定了關(guān)鍵基礎(chǔ)。相關(guān)研究成果已在學(xué)術(shù)期刊《大氣科學(xué)進(jìn)展》發(fā)表。
火星作為與地球最為相似的“太陽(yáng)系姊妹星”，始終以其神秘面貌吸引著人類的探索?；哪驴赡茈[藏著生命起源的線索，也孕育著人類拓展生存邊界的希望。然而，火星也潛藏著致命威脅，如稀薄的大氣、強(qiáng)烈的輻射和足以席卷整個(gè)星球的巨型沙塵暴。一場(chǎng)突如其來(lái)的劇烈沙塵暴，足以讓火星探測(cè)設(shè)備、太陽(yáng)能電池板和通信系統(tǒng)等設(shè)備失靈，令人類的探索任務(wù)陷入絕境。從廣義上看，火星的沙塵循環(huán)系統(tǒng)涵蓋了所有與沙塵相關(guān)的過(guò)程與機(jī)制，其中包含各種尺度的沙塵暴。這一系統(tǒng)在塑造火星日常天氣的同時(shí)，在其長(zhǎng)期氣候演化中扮演著核心角色。全球性沙塵暴是典型的極端天氣事件，也是引發(fā)火星氣候出現(xiàn)顯著年際變率的主要驅(qū)動(dòng)力。
盡管火星是人類迄今觀測(cè)數(shù)據(jù)最豐富的地外行星，但現(xiàn)有數(shù)據(jù)在時(shí)間連續(xù)性、空間覆蓋度和時(shí)空分辨率方面仍存在明顯局限。為了看清火星沙塵循環(huán)的全貌，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(jí)計(jì)算機(jī)求解復(fù)雜的控制方程組，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)火星氣候系統(tǒng)的全面模擬與預(yù)測(cè)。
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