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基于GCM模拟的古火星水输送路径对轨道倾角变化的响应

水汽输送,火星大气,火星古气候,古气候模拟,大气动力学

主题1 天气、气候、全球变化、行星大气 > 专题1.29 行星大气

地质证据表明，诺亚纪（约37–30亿年前）的火星曾存在广泛的河谷网络和粘土矿物，指示古火星可能经历过活跃的地表水活动，但这一现象与早期太阳辐射较弱条件下难以维持温暖气候的“暗淡太阳悖论”之间仍存在矛盾。轨道等参数变化可能通过影响大气环流结构和水汽输送路径，对古火星水循环产生重要调控作用。本研究利用LMD通用行星气候模型（LMD-GGCM）开展古火星气候模拟，在1 bar CO₂大气背景下，通过改变自转轴倾角及初始水冰分布，分析不同轨道参数条件下水汽与水冰的季节性经向输送特征。在厚大气条件下，塔尔西斯地区形成冷阱，表现为低潜在升华率和年均低温，促使水冰稳定积累。模拟结果在气候系统达到准稳态年循环条件下，揭示水汽的季节性经向输送主要受Hadley环流主导，南北半球输送强度和路径与倾角变化密切相关。本研究旨在探索不同气候状态下古火星大气水输运的可能路径，并为理解河谷网络形成的气候背景提供参考。