Гравитационные волны в атмосфере Марса по результатам наблюдений ACS/TGO

Подал: Стариченко Екатерина Дмитриевна (очно)

Авторы
Стариченко Е.Д.(1), Беляев Д.А.(1), Медведев А.С.(2), Фёдорова А.А(1), Кораблев О.И.(1), Montmessin F.(3), Трохимовский А.Ю.(1)
Организации
(1) Институт космических исследований Российской академии наук, Москва, Россия
(2) Max Planck Institute for Solar System Research, Göttingen, Germany
(3) LATMOS/IPSL, UVSQ Université Paris-Saclay, UPMC Univ. Paris 06, CNRS, Guyancourt, France
Секция
Исследование планет
Подсекция
Марс
Научный руководитель
Беляев Д.А., к.ф.-м.н.
Место работы научного руководителя
Институт космических исследований Российской академии наук, Москва, Россия
Текст тезисов
Внутренние гравитационные волны (ГВ) - распространение волновых колебаний в атмосфере, возникающих вследствие смещения равновесия между силой тяжести и силой Архимеда (плавучести). ГВ переносят энергию и импульс, влияя на общую динамику атмосферы планеты. В нашей работе мы рассматриваем параметры ГВ [1] и их высотное распределение в атмосфере Марса. ГВ выявляются из высотных профилей температуры, полученных из эксперимента по солнечному просвечиванию, выполняемым российским комплексом спектрометров АЦС (ACS - Atmospheric Chemistry Suite ) [2] на борту аппарата Trace Gas Orbiter (TGO). В эксперименте исследуются такие параметры, как амплитуда, потенциальная энергия и ускорение ГВ. Наблюдается симметричное распределение активности волн в сезоны равноденствий на Марсе, а также смещение максимума активности в зимнее полушарие в периоды солнцестояний. Максимум ускорения ГВ совпадает с зонами слабого зонального ветра на краях сезонных зональных потоков, смоделированных с помощью модели MAOAM Martian general circulation model (MGCM) [3]. Кроме того, наблюдается разница в активности ГВ во время глобальной пылевой бури на разных высотах в регионе полярных широт.
ACS находится на орбитальном аппарате TGO, который является частью европейско-российской миссии ExoMars 2016. Он состоит из трех спектрометров ближнего – NIR (0.73-1.6 мкм), среднего – MIR (2.3-4.2 мкм) и теплового – TIRVIM (1.7-17 мкм) инфракрасного диапазона. В данной работе используются данные каналов MIR и NIR. Оба прибора позволяют восстанавливать вертикальные профили температуры и плотности по спектрам пропускания в полосах поглощения углекислого газа CO2 в диапазоне высот – 10-180 км (MIR) [4], 10-100 км (NIR) [5]. Представленный объем данных охватывает наблюдения за два Марсианских года (MY) с середины MY34 (апрель 2018) по середину MY36 (февраль 2022). Объем данных насчитывает около 760 сеансов солнечных затмений для канала MIR и около 8550 сеансов для NIR.
[1] Starichenko E. et al., 2021. Gravity wave activity in the Martian atmosphere at altitudes 20–160 km from ACS/TGO occultation measurements. Journal of Geophysical Research: Planets, 126, e2021JE006899. DOI: 10.1029/2021JE006899
[2] Korablev O., Montmessin F., and ACS Team, 2018. The Atmospheric Chemistry Suite (ACS) of three spectrometers for the ExoMars 2016 Trace Gas Orbiter. Space Sci. Rev., 214:7. DOI 10.1007/s11214-017-0437-6.
[3] Medvedev, A. S., & Hartogh, P. (2007). Winter polar warmings and the meridional transport on Mars simulated with a general circulation model. Icarus, 186 , 97– 110.
[4] Belyaev D. et al., 2022. Thermal Structure of the Middle and Upper Atmosphere of Mars from ACS/TGO CO2 Spectroscopy. Journal of Geophysical Research: Planets. 127, e2022JE007286. doi: 10.1029/2022JE007286
[5] Fedorova A. et al., 2022. A two-Martian year survey of the water vapor saturation state on Mars based on ACS NIR/TGO occultations. Journal of Geophysical Research: Planets. 128, e2022JE007348. doi: 10.1029/2022JE007348