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第35火星年异常春季沙尘暴的演化及其对克律塞和乌托邦平原的影响

火星大气,沙尘暴

主题1 天气、气候、全球变化、行星大气 > 专题1.29 行星大气

沙尘暴对火星大气和气候具有显著影响。以往研究发现，区域及全球性沙尘暴主要发生在火星近日点季节。然而，在火星第35火星年（MY 35）的远日点季节，出现了异常的春季区域沙尘暴。这种异常春季沙尘暴的演化过程及其对火星大气的影响尚未明确。本研究利用火星气候探测仪（MCS）的沙尘观测数据，通过与其他类型区域沙尘暴对比，研究了MY 35异常春季沙尘暴在开始前、上升、扩散及衰退阶段的演化特征。MY 35异常春季沙尘暴的演化特征与MY 35 C型沙尘暴高度相似，均呈现以赤道为轴的南北镜像对称性，表明两者可能具有相似的演化过程。此外，结合MCS温度观测数据与LMD-GCM风场模拟结果，我们分析了该异常沙尘暴对大气热力结构与动力结构的影响。沙尘暴期间，南北半球高纬度地区东风显著增强，中低纬度地区西风显著加强，与大气热力结构变化及全球环流变化相呼应。最后，我们对MY35异常春季沙尘暴期间天问三号预选着陆区Chryse平原和Utopia平原的风场变化进行了初步分析。模拟数据显示，两平原区域的水平风速垂直剖面表明：在异常春季沙尘暴峰值期间，20公里以上的日均风速变化显著，而5公里以下的大气边界层内变化相对较小。边界层内水平风速呈现显著的日变化规律，中午时段（上午10点至下午4点）风速普遍偏低。这些结果可为天问三号任务提供与春季沙尘暴相关的必要环境参数。