火星尘埃干沉降方案

首次在火星天气模型中实现按粒径分辨的干沉降物理过程，显著提升尘埃清除效率，改善大气温度、尘埃不透明度和极冠模拟精度。

Lulu, Li · 赵纯 · Newman, Claire E. · Yongxuan, Zhao · Feng, Jiawang · 李淘 · Yang, Chengyun · Yingxi, Yue

Journal of Geophysical Research E: Planets 2025

参数信息

干沉降速度最大差异

0.024 m/s

空气尘埃有效半径年增加量

0.4 μm

尘埃不透明度降低量

0.09

低层大气温度校正

5 K

技术优势

考虑更多物理机制

该方案在重力沉降之外，还包含了湍流输送、布朗扩散、碰撞、拦截和反弹等过程，对尘埃清除的描述更完整。

显著提升清除效率

粒径分辨的干沉降方案使干沉降速度显著增大，最大差异超过0.024 m/s（位于0.884 μm粒径档），直接增强了尘埃清除能力。

改善温度模拟

在峰值尘埃期，该方案使中低纬度低层大气温度模拟更接近MCS观测，校正最高可达5 K（相对于仅按粒径分辨重力沉降的模拟）。

极冠模拟更准

该方案降低了大气CO2凝结速率和北部CO2冰盖厚度，与北欧海盗号着陆器在北半球冬季和春季的观测更吻合。

应用场景

• 火星大气模型：提供更准确的尘埃物理过程参数化方案，改善火星大气模拟。
• 火星任务支持：提升温度、尘埃等环境参数模拟精度，为任务规划和着陆安全提供支持。
• 行星科学：深化对火星尘埃循环和气候系统的理解，推进行星科学认知。