Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2011. Т. 8. №4. С. 159-168
Одномерная микрофизическая модель конденсационных
облаков H2O в атмосфере Марса
А.В. Бурлаков
1, А.В. Родин
21 Институт космических исследований РАН, 117997 Москва, Профсоюзная, 84/32
2 Институт космических исследований РАН
Московский физико-технический институт (ГУ), 117997 Москва, Профсоюзная, 84/32
141700 Долгопрудный МО, Институтский переулок, 9
В статье представлена одномерная микрофизическая модель конденсационных облаков H2O в атмосфере Марса с разрешенным на сетке распределением по размерам. На основе переменных температурных профилей из трехмерной модели общей циркуляции атмосферы получен суточный цикл конденсационных процессов в атмосфере. Характерный размер ледяных частиц составляет 1-2 мкм в нижней части облачного слоя и 0.2-0.3 на высоте 50-60 км, что хорошо согласуется с данными СПИКАМ на КА "Марс-Экспресс". В работе исследована зависимость конденсационных процессов и макроскопических параметров облачного слоя от микрофизических свойств аэрозолей; рассмотрено поведение одномерной модели с модифицированной пространственной динамикой, основанной на приближении дробной диффузии.
Ключевые слова: микрофизические процессы, дробная диффузия, численное моделирование
Полный текстСписок литературы:
- Петухов А.А., Ревизников Д.Л. Алгоритмы численного решения дробно-дифференциальных уравнений // Вестник МАИ. 2009 Т. 16. №6. С. 228-234.
- Родин А.В., Уилсон Р.Дж. Сезонный цикл климата Марса: экспериментальные данные и численное моделирование // Космич. исслед. 2006. Т. 44. №4. C. 1-5.
- Самарский А.А., Вабищевич П.Н. Аддитивные схемы для задач математической физики. М.: Наука, 2001.
- Clancy R.T., Grossman A.W., Wolff M.J. et al. Water vapor saturation at low altitudes around Mars aphelion: A key to Mars climate? // Icarus. 1996. 122. 36-62.
- Fedorova A.A., Korablev O.I., Bertaux J.-L., et al. Solar infrared occultation observations by SPICAM experiment on Mars-Express: Simultaneous measurements of the vertical distributions of H2O, CO2 and aerosol // Icarus. 2008. 200. 96-117.
- Jacobson M.Z. Fundamentals of Atmospheric Modeling. Cambridge. 2005.
- Jakosky B.M. The role of seasonal reservoirs in the Mars water cycle. II. Coupled models of regolith, the polar caps, and atmospheric transport // Icarus. 1983. 55. 19-39.
- James P.B. The Martian hydrologic cycle-Effects of CO2 mass flux on global water distribution // Icarus. 1985. 64. 249-264.
- Korablev O.I., Krasnopolsky V.A. and Rodin A.V. Vertical structure of Martian dust measured by solar infrared occultations from the Phobos spacecraft // Icarus. 1992. 102. 76-87.
- Michelangely D.V., Toon O. B., Heberle R.M., Pollack J.B. Numerical simulation of the formation and evolution of water ice clouds in the Martian atmosphere // Icarus. 1993. 100. 261-285.
- Pruppacher H.R. and Klett J.D. Microphysics of Clouds and Precipitation. Kluwer, 2000.
- Richardson M.I. and Wilson R.J. Investigation of the nature and stability of the Martian seasonal water cycle with a general circulation model // J. Geophys. Res. 2002. 107(E5). 5031. DOI:10.1029/2001JE001536.
- Rodin A.V., Clancy R.T. and Wilson R.J. Dynamical properties of Mars water ice clouds and their interactions with atmospheric dust and radiation // Adv. Space Res. 1999. 23. 1577-1585.