Hydrothermal formation of Clay-Carbonate alteration assemblages in the Nili Fossae region of Mars
用于火星的紧凑型侦察成像光谱仪（CRISM）已经返回了对Nili Fossae地区的观测结果，表明在小的（<10 km sq 2），相对明亮的岩石单元中存在碳酸镁，这些岩石单元通常是断裂的（Ehlmann等人，2008年b）。我们分析了CRISM图像的光谱，并使用同位HiRISE图像，以进一步表征这些含碳酸盐的单位。我们应用吸收带测绘技术，调查可能存在于尼利槽沟地区的一系列可能的页硅酸盐和碳酸盐矿物。我们还描述了一个粘土碳酸盐热液蚀变矿物组合在太古代Warrawoona组的西澳大利亚州，是一个潜在的地球模拟尼利槽碳酸盐岩含岩单位。我们讨论了地质和生物的影响，热液过程对诺亚火星。
2014-02-05 astro-ph.EP
Study of the fluvial activity on Mars through mapping, sediment transport modelling and spectroscopic analyses
火星是除地球之外唯一一颗有证据表明其表面有大量液态水的行星。其中，最好的证据之一是，火星的古老地形覆盖着河流和湖泊特征，如山谷网络，纵向山谷和盆地湖泊。此外，光谱数据显示火星表面广泛存在含水蚀变矿物，包括由层状硅酸盐和水合盐组成的粘土。我的博士学位的主要课题是研究火星表面的这些特定特征（如山谷网络和古湖泊），无论是从地质学和光谱学的角度，通过测绘，沉积物运输建模和CRISM光谱分析。事实上，毫无疑问，这些结构是由液态水雕刻而成的，但关于它们的形成机制和形成的气候条件仍存在一些问题。在这种情况下，研究这些结构以及鉴定水合矿物是调查地球过去气候条件的关键，而这反过来又具有重要的天体生物学意义。我更新了以前的全球地图的火星山谷使用新的photomosimetry的火星表面和数据在更高的分辨率相对于那些在以前的作品。此外，我选择了一个子集的映射山谷，其中包括63个大的河流系统，并评估其形成时间尺度的基础上的泥沙输运模型。此外，CRISM光谱数据的分析进行了开放/封闭的盆地湖泊（与映射的山谷）的样本检测可能存在的水合矿物，特别是（铁/镁蒙脱石），有时与镁铁质材料（橄榄石）。
2018-05-06 astro-ph.EP
Retrieving Atmospheric Dust Opacity on Mars by Imaging Spectroscopy at Large Angles
提出了一种利用OMEGA和CRISM高光谱图像反演1 μm参考波长下火星气溶胶光学厚度的新方法。即使下垫面完全由矿物组成，对应于表面和大气尘埃之间的低对比度，我们的方法也有效，同时以固定的几何形状进行观察。最大限度地减少表面反射属性对AOD反演的影响是我们方法的第二个主要资产。该方法是基于粒子和气体之间的辐射耦合的参数化确定，与当地的测高，采集几何形状，和气象情况下，气态CO2的吸收带深度。由于后三个因素在一定程度上可以预测，因此我们可以定义一个新的参数β，该参数直接取决于AOD，具体表示气溶胶耦合的强度。结合从2 μm波段CO2气体观测光谱中提取的β和大气辐亮度顶值的估算，利用辐射转移反演了大气光学厚度和地表反射率。应该注意的是，实际上β可以在各种矿物或冰表面上进行估计，但CO2冰除外，因为它的2 μm固体带没有充分饱和。验证所提出的方法表明，它是可靠的，如果满足两个条件：（i）观测条件提供大的入射角或/和出射角（ii）气溶胶在大气中垂直混合良好。在OMEGA天底观测和入射角分别大于65°和33°的CRISM EPF采集上进行的实验产生了非常令人满意的结果。最后，在一个配套文件中，该方法被应用到监测大气尘埃春季活动在火星南部高纬度地区使用欧米茄。
2013-05-16 astro-ph.EP
Observations of a new stabilizing effect for polar water ice on Mars
使用紧凑型侦察成像光谱仪的火星（CRISM），我们映射的时间变化的水冰吸收带在近极地冰丘劳斯陨石坑，火星。水冰在1.5微米处的吸收带深度可以用作冰颗粒大小的代表，因此突然减少可以确定从消融到冷凝的任何转换的时间。在晚春期间，冰丘外缘的短期沉积与周围风化层中季节性水霜的消失相吻合，这表明这种沉积是当地来源的。劳斯冰丘的外部单元与其中心区域不同，粗糙，分层精细，缺乏风吹雪脊。这表明我们正在观察一种新的稳定效应，其中外部单元在春季期间被来自周围风化层的水冰季节性地补充。我们观察到劳斯陨石坑的水迁移距离约为4公里，我们使用这一新发现来解决为什么在直径小于9公里的陨石坑中没有观察到水冰丘。
2017-11-17 astro-ph.EP
Mars surface phase function constrained by orbital observations
火星表面的光度特性描述了如何将表面反射率的远程测量与用于能量平衡计算的半球形反射率联系起来。一个简单的朗伯模型经常被假设为全球数据处理，即使通过一些本地的研究已经揭示了火星表面相函数的复杂性。在本文中，我们推导出一个平均的双向反射分布函数（BRDF）的火星平均超过公里大小的遥感器像素。欧米茄和CRISM数据用于提供全球范围内各种观测条件下太阳波长的观测约束。大气贡献的量化和删除使用辐射转移模型。一个共同的相位行为组成的一个5至10%的背散射峰与散射反射率随发射角的增加进行了观察。因此，地面反射率的最低点测量通常会低估半球反射率或反射率10%。我们提供了一个参数化的平均火星表面相函数的基础上Hapke形式主义（ω = 0.85，θ = 17，c = 0.6，b = 0.12，B0 = 1和h = 0.05），并量化的漫反射照明条件对火星的影响。我们的平均相函数可以用来作为一个改进相比，兰伯特模型在全球数据处理和气候建模。
2013-02-19 astro-ph.EP
Interannual observations and quantification of summertime H2O ice deposition on the Martian CO2 ice south polar cap
2004年，OMEGA（Observatoire pour l 'Mineralogie，l' Eau les Glaces et l 'Activite）在火星南极冰冠上观测到了水冰的光谱特征（Bibring等人，2004年）。三年后，欧米茄仪器被用来发现在南半球夏季沉积在极冠上的水冰（Langevin等人，2007年）。然而，这些水冰特征的时间和空间变化尚未被探索，这些水沉积物的起源仍然是一个重要的科学问题。为了研究这个问题，我们使用了火星勘测轨道飞行器（MRO）航天器上的火星紧凑型侦察成像光谱仪（CRISM）仪器在南半球夏季四个火星年期间的观测结果来寻找水冰量的变化。我们在下面报告说，对于我们观察到的冰帽，南部冰帽上的H2O冰特征的大小在整个夏天都在稳步上升，特别是在冰帽的西端。沉积的空间范围与目前对南极冰帽上水冰沉积的最佳模拟不一致（Montmessin等人，2007年）。水冰特征的增加很可能是由于大气中H2O冰的沉积造成的，并且一组不寻常的条件使得使用CRISM对这种传输通量的量化接近理想。我们计算了一个“最小表观”的沉积量对应于一个薄的H2O冰层的0.2毫米（70%的孔隙度）。这些冰的沉积量占火星大气水总量的0.6%-6%。我们将我们的“最小表观”量化与以前的估计进行比较。这种沉积过程也可能对南部二氧化碳冰帽的形成和稳定性产生影响，因此在现代火星的气候收支中发挥着重要作…
2014-07-01 astro-ph.EP
Thermophysical assessment on the feasibility of basal melting in the south polar region of Mars
明亮的基底反射物的雷达图从火星先进雷达地下和电离层探测（MARSIS）的火星南极层状沉积物（SPLD）已被解释为冰下湖泊的证据。然而，这种解释很难与火星低地热流和南极寒冷的地面温度相一致。我们进行了全面的热物理演化模拟的SPLD和冰下湖泊可能只形成在特殊情况下。如果SPLD包含超过60%的灰尘体积或极多孔的冰（> 30%），则可能形成冰下湖泊，这是不可能的。SPLD底部厚（>100米）的脏冰层（>90%的灰尘）也可能使基底融化，类似于污泥而不是湖泊。在SPLD中形成冰下湖泊的其他情况同样不太可能，例如最近在浅水处的岩浆侵入。
2023-02-22 astro-ph.EP
Monitoring Atmospheric Dust Spring Activity at High Southern Latitudes on Mars using OMEGA
本文介绍了火星27年春季南极地区大气尘埃的监测结果。我们的目标是帮助确定在大气中的灰尘浓度显示特定的时间模式，例如高，可变的，并在上升，由于提升或运输机制的区域。这种识别与季节性冰回归有关。在对前人结果进行唯象检验的基础上，提出了南极区气溶胶活动起源的假说。这一点至关重要，因为在这一区域产生的局部沙尘暴有时会发展成全球性的规模。不
2013-11-07 astro-ph.EP
Dust aerosols above the south polar cap of Mars as seen by OMEGA
利用2005年OMEGA/Mars Express在近红外（1-2.65 μm）波段获得的南半球季节性气冠观测资料，确定了火星南半球高纬度大气尘埃的时间演化。在不同的太阳天顶角和一个EPF序列上的观测结果表明，CO2冰表面2.64 μm饱和吸收带的反射率主要是由于季节性冠层上方大部分地方气溶胶散射的光。我们已经绘制了总光学厚度的尘埃气溶胶在近红外以上的火星南部季节帽从仲春到初夏的时间分辨率范围从一天到一个星期和几公里的空间分辨率。南部常年帽上方的光学深度是在覆盖南部春季和夏季的较长时间范围内确定的。一个恒定的尘埃气溶胶的光学特性是一致的OMEGA观测在分析期间。在小的水平和时间尺度上观察到光学深度的强烈变化，部分对应于移动的尘埃云。2005年机遇号观测到的晚夏尘埃不透明度峰值传播到南极，与仲春观测到的相反。这可能与这个季节在南半球高纬度地区循环的富含水冰的云清除灰尘的证据有关。
2011-03-04 astro-ph.EP
Louth Crater: Evolution of a layered water ice mound
我们报告了对火星北极地区（70°N，103.2°E）直径约36公里的陨石坑Louth的观测结果。火星勘测轨道飞行器（MRO）上的高分辨率图像被用来绘制火山口中心直径15公里的水冰沉积物。水冰丘的表面特征包括粗糙的冰纹理和类似于北极层状沉积物的分层。我们解释为sastrugi和沙丘的功能显示一致的风模式在卢斯在最近的时间。CRISM光谱的冰丘建模，以获得定量估计的水冰和污染物丰度，以及相关的冰粒度信息。这些形态和光谱的结果被用来提出该矿床和相邻沙丘的地层。我们的研究结果表明，水冰丘的边缘目前正在撤退。
2014-01-30 astro-ph.EP
Voluminous silica precipitated from martian waters during late-stage aqueous alteration
火星从早期的“温暖潮湿”环境转变为“寒冷干燥”环境，在火星河流活动的地质记录上留下了指纹。水活动的形态学和矿物学观测提供了火星表面液态水的条件和持续时间的不同限制。在这项研究中，我们调查了火星冲积扇和三角洲的矿物学，并调查了与这些地貌有关的含水二氧化硅矿床。使用CRISM数据，我们确定了火星上35个靠近风扇/三角洲的水合二氧化硅位置，其中光谱特征与未成熟或脱水的蛋白石A一致。在一些阶梯状的扇/三角洲中，我们发现水合二氧化硅出现在大量的扇沉积物中，并形成与海拔高度相关的沉积层，证实了水合二氧化硅通过沉淀形成。同时，在较老的扇/三角洲中，二氧化硅主要出现在远距离位置，与原生沉积物的关系更为复杂。我们认为，阶梯状扇/三角洲中的含水二氧化硅沉积物可能是由火星地表水自生形成的，主要是在西斯伯利安晚期和亚马逊早期[Hauber等人，2013年]。如果对沉积环境、辅助矿物、水合二氧化硅的浓度和沉积物与水的比率进行更精确和详细的观察，这些含二氧化硅矿床可能是这些矿床形成过程中所涉水温的示踪物。因此，我们认为含硅沉积物应该是未来火星任务调查的最关键样本之一，这些样本可以在火星2020和ExoMars任务的着陆点获得。
2020-10-29 astro-ph.EP
Olivine-Carbonate Mineralogy of the Jezero Crater Region
一个保存完好的古老三角洲沉积物，再加上大量暴露的富含碳酸盐的物质，使尼利槽沟的杰泽罗陨石坑成为一个引人注目的天体生物学遗址。我们使用紧凑型侦察成像光谱仪火星（CRISM）的观测，以表征陨石坑和周围的分水岭的表面矿物。以前的研究已经记录了尼利槽沟地区的橄榄石和碳酸盐的存在。我们专注于这两个良好的研究岩性在Jezero陨石坑流域之间的相关性。我们绘制了橄榄石1 μm吸收带的位置和形状，发现碳酸盐只与橄榄石一起发现，橄榄石显示出向长波长移动的1 μm吸收带。然后，我们使用THEMIS覆盖尼利槽沟和进行测试，以调查是否长波长移动橄榄石签名与高热惯性露头。我们没有发现热惯性和独特的橄榄石签名之间的相关性。我们讨论了一系列的形成方案，包括这些橄榄石和碳酸盐协会的可能性是早期火星上的蛇纹石化反应的产物。这些岩性提供了一个机会，加深我们对早期火星的了解，并鉴于其古老性，可能提供一个框架，以研究形成的山谷网络，和热历史的火星地壳和内部从早期诺亚纪到今天。
2019-04-25 astro-ph.EP
Geologic context of the bright MARSIS reflectors in Ultimi Scopuli, South Polar Layered Deposits, Mars
使用先进的地下和电离层探测雷达（MARSIS）数据，在火星南极层状沉积物（SPLD）下面探测到了雷达明亮的基底反射体，并有一个令人兴奋但有争议的解释：来自冰下湖泊的液态水。我们绘制了表面的SPLD立即以上和周围的推定湖泊（1：2米地图比例尺），以提供地质背景的解释明亮的基底反射。我们使用THEMIS日间IR（100米/像素），CTX（6米/像素），和HiRISE（25厘米/像素）数据来表征地质单位和典型的表面粗糙度。我们发现了多个地质单元的证据，这些地质单元具有由于CO2和与风成作用相关的过程而形成的特征。我们没有发现与假定的湖泊位置有关的表面改性的证据。这与将MARSIS基底雷达反射体解释为冰下湖泊的解释不一致。
2022-04-29 astro-ph.EP physics.geo-ph
Recovery of surface reflectance spectra and evaluation of the optical depth of aerosols in the near-IR using a Monte-Carlo approach: Application to the OMEGA observations of high latitude regions of Mars
提出了一个基于蒙特卡罗方法的大气颗粒物辐射转移模型。该模型可用于分析和去除遥感观测中气溶胶的贡献。我们已经开发了一种方法来量化的贡献，大气尘埃在近红外光谱的火星表面获得的OMEGA成像光谱仪上火星快车。使用观测的最低点指向模式与太阳入射角的显着差异，我们可以推断大气尘埃的光学厚度，我们可以检索的表面反射光谱的气溶胶的贡献。火星的空气尘埃特性进行了讨论，并从以前的研究和欧米茄数据的约束。我们已经测试了我们的方法在90°E和77°N的地区广泛覆盖的欧米茄，在可见光的冰补丁的显着变化的报告。在不同的入射角恢复的冰覆盖和无冰区的反射光谱之间的一致性验证了我们的方法。在火星27年的夏季，该地区气溶胶的光学厚度变化了3倍。观测到的冰斑增亮并不是由于霜沉积，而是由于表面冰的尘埃污染减少和（在较低程度上）大气尘埃光学厚度的减少。我们的基于蒙特卡罗的模型可以应用于恢复的光谱反射率特性的表面从欧米茄光谱成像数据时，气溶胶的光学厚度可以评估。它可以被证明是有用的处理图像立方体从紧凑型侦察成像光谱仪火星（CRISM）上的火星侦察轨道器（MRO）。
2011-03-02 astro-ph.EP
Water ice in the dark dune spots of Richardson crater on Mars
在这项研究中，我们评估的存在，冰的性质和属性-特别是水冰-发生在这些点使用HIRISE和CRISM观测，以及LMD全球气候模型。我们的研究主要集中在Richardson陨石坑（72°S，179°E），并覆盖南部的春季和夏季（LS 175° - 17 341°）。这些斑点有三个单元：暗核、灰环和亮晕。每一个单元都随着季节的推移而呈现出特征性的变化。在冬季，整个地区被CO2冰覆盖，并伴有H2O冰污染。黑斑形成于冬末春初。在春季，与周围明亮的富冰层相比，黑点位于10厘米厚的凹陷中。它们的光谱特征在于弱的CO2冰签名，可能是由于空间混合的CO2冰丰富和无冰区域内的像素，并从混合的表面签名，由于气溶胶散射。由风形成的明亮光环显示出比平均冰覆盖地形更强的CO2吸收，这与涉及CO2再冷凝的形成过程一致。根据光谱、形态学和建模方面的考虑，灰环是由一层几十微米的水冰组成的。两个来源/过程可能参与了灰环单元中水冰的富集：（i）初秋（在富含CO2的冬季层冷凝之前）或冬季期间（由于CO2层的冷捕获）在表面的水冰冷凝;（ii）负责暗斑的间歇泉活动喷射被水冰包围的尘埃颗粒。在任何情况下，在CO2完全升华之后，水冰在灰环单元中保持更长时间。最后，我们还寻找液态水在近红外CRISM光谱使用线性解混建模，但没有发现它的决定性证据。
2010-12-16 astro-ph.EP physics.geo-ph
Multiple subglacial water bodies below the south pole of Mars unveiled by new MARSIS data
火星高级次表层和电离层探测雷达在Ultimi Scopuli南极层状沉积物底部探测到液态水，重新激发了关于液态水在当今火星条件下的起源和稳定性的辩论。为了确定该地区冰下水的范围，我们获得了新的数据，扩大了雷达对研究区域的覆盖范围。在这里，我们提出并讨论了一种新的方法分析的完整的MARSIS数据集，通常适用于陆地极地冰盖的信号处理程序的基础上获得的结果。我们的研究结果加强了在Ultimi Scopuli检测到液态水体的声明，并表明附近存在其他潮湿区域。我们认为这些水是高盐度的高氯酸盐盐水，已知形成于火星极地地区，并被认为在低于共晶温度的地质尺度上存活了很长一段时间。
2020-10-02 astro-ph.EP physics.geo-ph
Explaining Bright Radar Reflections Below The Martian South Polar Layered Deposits Without Liquid Water
最近在火星南极层状沉积物（SPLD）下发现了异常明亮的雷达反射，这引发了新的猜测，即冰帽下可能存在液态水。在火星快车轨道飞行器上的火星高级地下和电离层探测雷达（Mars Advanced Radar for Subsurface and Ionospheric Sounding，MARSIS）获得的数据中发现的反射被解释为来自潮湿材料甚至是地下池塘和湖泊的反射，类似于在地球冰盖下发现的反射。然而，最近的研究已经质疑了在SPLD以下熔化和保持液态水的可行性。在这里，我们比较雷达模拟MARSIS观测，以提出一个替代假设：明亮的反射是多层边界之间的干扰的结果，没有液态水存在。这种新的解释与现代火星上的已知条件更加一致。
2021-07-07 astro-ph.EP physics.geo-ph
An evidence for solar activity influence on the meteorological processes in the south polar region of Mars during the great opposition in AD 1924
本文研究了1924年7 - 12月期间火星南极冰冠平均直径的时间序列。这些数据是基于1924年火星大冲期间汉堡天文台60厘米望远镜目视观测获得的高质量图片。在去除季节趋势（由帽的春季回归引起）之后，已经获得了残差中的准36天和80-82天周期。相应时期的太阳黑子活动谱基本一致。极盖面积残差的局部极大值出现在对应的黑子活动极小值之后约10天。对所得结果进行了简要讨论。
2009-12-10 astro-ph.EP astro-ph.IM
Planet Four: Probing Springtime Winds on Mars by Mapping the Southern Polar CO$_2$ Jet Deposits
火星南部季节性极地CO $_2$冰帽的春季升华过程，在融化的冰盖顶部出现了黑色的扇形沉积物。风扇材料可能来自冰盖下的表面，通过CO $_2$喷流冲破季节性冰盖而上升。一旦灰尘和污垢被释放到大气中，这些物质可能会被表面风吹成从轨道上可见的黑色条纹。这些风扇的位置，大小和方向记录了一些重要的参数，以量化季节性风和升华活动，这是火星上现存地质变化的最重要因素。我们目前的结果，这些南极季节性球迷与行星四在线公民科学项目的系统映射。Planet Four招募公众绘制轨道图像中可见的季节性风扇的形状，方向和大小。超过80，000名志愿者为行星四项目做出了贡献，审查了221张来自火星勘测轨道器的HiRISE（高分辨率成像科学实验）相机的图像，这些图像是在火星29年和30年期间在南部春季拍摄的。我们提供了行星四的概述，并详细介绍了将多个志愿者评估结合在一起以生成$\sim$ 40万南极季节性粉丝的高保真目录的过程。我们提出的结果，从分析的风向在几个地点监测HiRISE在两个火星年，提供新的见解极地表面风。
2018-10-24 astro-ph.EP astro-ph.IM
Survey of remnant seasonal water ice patches at southern polar Mars
该研究普查 HiRISE 图像并结合 MCD 模拟，考察火星南极季节性冰盖消退后残留冰斑块的分布、存续与升温条件，认为宏观液态水极不可能存在，但或可形成纳米级界面预熔水层。
2023-06-07 astro-ph.EP
Correlations of atmospheric water ice and dust in the Martian Polar regions
我们报告的大气冰/尘埃循环在火星极地地区的火星年28-30的年际变化。我们使用CRISM发射相函数测量来获得大气尘埃光学厚度和MARCI仪器的数据来获得大气水冰光学厚度。我们已经使用了自相关和交叉关联函数，以量化在火星28-29年期间整个两极地区的尘埃和冰的相关程度。我们发现，在南极地区，尘埃有“自清除”的趋势，表现为中心峰周围的负自相关。这种情况在北极地区不会发生。在南极地区，尘埃和冰在时间和空间上是反相关的。在北极地区，这种关系是相反的，但北部的灰尘和冰云的时间相关性是弱的- 6倍弱于南极地区的时间相关性。我们的纬度自相关函数允许我们把事件核心和晕的平均空间大小。南部的沙尘事件规模最大，几乎影响到整个极地，而北部的沙尘暴规模较小。北部和南部的冰云在纬度范围上相似（都有< 10°的晕）。利用水冰和尘埃的交叉关联函数，我们发现在南北两极，尘埃事件在时间上滞后于冰事件35-80度的太阳经度，这可能是由于尘埃和冰事件的季节性。
2015-01-15 astro-ph.EP
Ice state evolution during spring in Richardson crater, Mars
火星的气候是由一个年度循环，这导致在冬季的CO $_{2}$冰冷凝，在极点达到一米厚，延伸数千公里。水和灰尘可能在冷凝过程中被捕获，并在升华过程中被释放。此外，冰可能是半透明的或颗粒状的，这取决于沉积过程（雪与直接冷凝）、退火效率和沉降过程。冰的透水性的确定对于确认或拒绝冷射流模型（也称为Kieffer模型）具有特别的意义。这项工作的重点是理查森火山口的沙丘领域，其中水，灰尘和CO $_{2}$周期之间的强相互作用进行了观察。利用辐射转移模型反演方法对近红外区的CRISM高光谱图像进行了分析。我们证明，在CO $_{2}$冰的状态，半透明状态是最常见的。对地表特征的监测显示，春季冰层厚度减少，这与气候模型的模拟结果一致。我们估计到CO $_{2}$冰的几ppmv非常低的灰尘含量，与冷喷流的形成情景一致。水的杂质约为0.1v，在春季几乎是稳定的，这表明水从升华的CO $_{2}$冰层表面逃逸。水冰的粒度在1至50微米的范围内变化。从这些结果中，我们提出了以下新的机制，小水冰粒悬浮：作为一个冷射流发生，各种大小的水冰粒从表面抬起。这些喷射发生在白天，此时来自升华的CO $_{2}$冰层的总体向上气体通量足够强，足以携带较小的颗粒，而较大的颗粒则回落到CO $_{2}$冰层上。较小的水颗粒被带走并整合到一般的大气环流中。
2018-06-19 astro-ph.EP
True polar wander driven by late-stage volcanism and the distribution of paleopolar deposits on Mars
火星上最年轻的极地沉积物的面积质心与邻近的古极地沉积物的面积质心偏移5-10度。我们测试的假设，偏移是真实的极移（TPW）的结果，固体表面相对于自旋轴的运动，造成的质量重新分配内或火星表面上。特别是，我们认为TPW驱动的晚期火山活动在晚期西方亚马逊。这一假设有观测和定性的支持：在北方和南方，观测到的偏移距离接近于塔尔西斯90度的大圆，正如塔尔西斯形成后极地漂移的预期。我们计算的规模和方向TPW映射后期熔岩的岩石圈厚度，熔岩厚度，喷发的历史，和以前的极地漂移事件的范围内产生的。如果塔尔西斯在赤道附近形成，那么位于赤道附近的化石旋转隆起的稳定作用导致预测的TPW <2度，太小而无法解释观测到的偏移。然而，如果塔尔西斯形成于远离赤道的地方，那么由低纬度晚期火山作用驱动的晚期TPW将为6-33度，这与从古极地沉积物的位置推断的结果相似。4.4+/-1.3x10^19 kg的年轻喷发熔岩可以解释Dorsa Corttea地层与现今南磁极的偏移。这一质量与先前基于绘图的估计是一致的，并意味着火山脱气释放的大量二氧化碳与目前大气中的二氧化碳类似。南极层状沉积与其他古极地沉积相反，偏离了自转轴。这可以用来自极乐世界下面的羽流的额外贡献来解释。最后，我们列出了TPW假设的观察检验。
2009-02-02 astro-ph.EP
Aerosols and tides in the martian tropics during southern hemisphere spring equinox from Mars Climate Sounder data
我们分析了火星气候探测器在热带地区的温度和气溶胶数据，以研究大气潮汐及其与尘埃和水冰分布的关系。研究结果表明，在火星29-35年（MY 29-35）的南半球春分，在同一时间内，MY 29年出现了其他年份所没有的大幅度非迁移热潮。与其他年份相比，夜间温度最受干扰，在35-55公里高度处有强烈的逆温。对不同当地时间数据的分析表明，MY 29上午03：45的温度和水冰云与其他年份上午05：00的温度和水冰云更接近，这表明周日潮汐的相位向当地时间提前。这种相移，以及大幅度的非迁移热潮汐，似乎与早期的尘埃活动。在MY 29中，两次早期沙尘暴发生在热带地区的上升流附近，与哈德利环流有关，使沙尘能够被输送到更高的高度，在那里它具有更大的辐射影响。除了尘埃，水冰云也被发现影响潮汐结构。由于非迁移潮汐的相互作用，水冰云在夜间出现在两个离散的纵向区域。辐射冷却的增加导致云上下沉流的增加，导致绝热变暖的增加和逆温的加强。
2020-11-17 astro-ph.EP physics.ao-ph
Near-tropical subsurface ice on Mars
火星近地表的常年水冰以前被推断为低至45°纬度，可能是由于水蒸气在当前条件下通过风化层扩散或以前的冰河时期降水造成的。在本文中，我们表明，在南半球低至25°的纬度，在浅（< 1米）的地下埋藏水冰是必要的，以解释观测到的季节性CO2霜的表面分布极面对斜坡。这一结果表明，最后一个冰期的可能残留物，以及未来探索火星所需的水，比以前认为的更接近赤道，那里的机器人和人类探索条件温和。
2011-03-02 astro-ph.EP
Radar evidence of subglacial liquid water on Mars
火星极冠底部存在液态水一直被怀疑，但没有被观察到。我们使用火星快车航天器上的一种低频雷达--火星高级地下和电离层探测雷达--对南极洲地区进行了调查。2012年5月至2015年12月期间收集的雷达剖面图包含了南极层状沉积物冰层下存在液态水的证据。异常明亮的地下反射被发现在一个定义明确的，20公里宽的区域内，中心位于193°E，81°S，周围是反射率低得多的区域。对雷达信号的定量分析表明，这种明亮的特征具有>15的高介电常数，与含水材料相匹配。我们将这一特征解释为火星上存在稳定的液态水。
2020-04-09 astro-ph.EP
The Mars Science Laboratory record of optical depth measurements via solar imaging
好奇号火星车通过太阳成像记录了火星Gale陨石坑的光学厚度，发现其受尘暴影响呈季节性变化，揭示了尘埃负荷的昼夜变化和高空尘埃特征，并因相机遮光罩收集到跃移沙子而调整了测量策略。
2023-09-14 astro-ph.EP
The first confirmation of V-type asteroids among the Mars crosser population
火星穿越区域构成了一条将小行星从内主带穿越太空运送到地球的路径。虽然内主带和穿越地球的小行星群都含有相当大比例的V类小行星，但到目前为止，在火星穿越区域只发现了两颗这样的V类小行星。在这项工作中，我们寻找属于V类的小行星在人口中的火星穿越小行星，以支持替代路径的交付这些机构进入地球穿越区域。我们使用斯隆数字巡天移动物体目录中的观测结果在火星穿越区域选择了18颗候选V型小行星。然后，我们使用南方天体物理研究望远镜（SOAR）观察了其中4个候选者的可见光谱。我们还对观测到的小行星的轨道演化进行了数值模拟。我们证实，观测到的小行星中有3颗属于V类，其中一颗可能会沿着一条路径，在数千万年内与地球相撞。
2014-01-20 astro-ph.EP
Equatorial locations of water on Mars: Improved resolution maps based on Mars Odyssey Neutron Spectrometer data
我们提出了一个地图的近地下氢分布在火星上，超热中子数据的基础上，从火星奥德赛中子谱仪。通过一种新形式的pixon图像重建技术，地图的空间分辨率大约提高了两倍。我们发现了远离两极的富氢矿物，包括~10 wt. %的水当量氢（WEH）和大于40 wt.在水母槽形成（MFF）的% WEH。在MFF的高WEH丰度意味着散装水冰的存在。这支持了最近一段高轨道密度时期的假设，在此期间，水冰在表面上是稳定的。我们发现年轻的未分割的通道系统材料在南部极乐平原是不同于它的周围环境和异常干燥，没有证据表明在极乐平原的位置水化建议包含一个埋藏的水冰海。最后，我们发现，复发的斜率线（RSL）的网站不相关的地下水化。这意味着RSL不是由大型近地下含水层提供的，而是小型（直径小于120公里）含水层、高氯酸盐和氯酸盐潮解或干燥颗粒流的结果。
2017-08-01 astro-ph.EP
Planet Four: A Neural Network's Search For Polar Spring-time Fans On Mars
从轨道上可以看到的黑色沉积物在春季出现在火星南极地区。这些被认为是由爆炸性的二氧化碳气体射流冲破融化的季节性冰盖形成的，携带着灰尘和污垢，然后沉积在冰上成为黑色的“斑点”，或者被表面风吹成条纹或“风扇”。我们研究了机器学习（ML）方法，用于自动识别高分辨率成像科学实验（HiRISE）卫星图像中的这些季节特征。我们设计了深度卷积神经网络（CNN），使用Planet Four生成的目录进行训练和测试，Planet Four是一个在线公民科学项目，绘制了南极季节性沉积物。我们通过将CNN的结果与ISODATA（迭代自组织数据分析技术）聚类的结果进行比较来验证CNN，正如预期的那样，CNN在预测季节性沉积物的区域和划定其边界方面都明显优于Planet Four发现的结果。我们发现CNN和ISODATA都不适合预测季节性风扇的来源点和方向，这是公民科学方法的优势。CNN在交叉验证指标中与行星四表现出良好的一致性，并在HiRISE图像中检测到一些在行星四目录中遗漏的季节性沉积物; CNN预测的季节性沉积物的总面积比行星四目录大27%，但这方面在每个图像的基础上变化很大。
2022-10-17 astro-ph.EP
Quantification of summertime water ice deposition on the Martian north polar ice cap
我们使用的观测数据从紧凑型侦察成像光谱仪火星（CRISM）的北极帽在夏末两个火星年，以监测完整的夏季周期的冰和水冰颗粒大小，以放置在夏末沉积的水冰量的定量限制。我们在这里建立了第一次完整的春季到夏季循环的水冰颗粒大小的北极帽。表观颗粒大小增长，直到Ls=132，当他们似乎再次缩小，直到他们被掩盖在夏末的北极罩。在假设的颗粒尺寸的缩小是由于沉积的发现粒状冰，我们量化的水冰沉积每个火星北方夏季的量，并估计水冰的量，必须向赤道运输。有趣的是，我们发现，在北方夏季（0.7-7微米）沉积在北极冰冠的水冰的相对数量大致相当于在南极夏季（0.6-6微米）沉积在南极冰冠的平均数量。
2015-01-09 astro-ph.EP
Prospects for Mapping Temporal Height Variations of the Seasonal CO2 Snow/Ice Caps at the Martian Poles by Co-registration of MOLA Profiles
我们研究的可行性和证明的优点，使用火星轨道器激光高度计（MOLA）的配置文件，以检索季节性的高度变化的CO2雪/冰帽在火星的极地地区，通过应用一个共同注册策略。本文对位于残留南极帽上的研究区[85.75°S，86.25°S，300°E，330°E]进行了原型分析。我们的方法包括重新计算MOLA足迹坐标与更新的火星全球勘测者（MGS）星历和修订后的火星旋转模型。再处理后的火星南极MOLA数据集（南纬78°），然后自我注册，形成一个连贯的参考数字地形模型（DTM）。我们共同注册的重新处理的MOLA配置文件的片段的自我注册的MOLA参考DTM，以获得时间的高度差异，无论是足迹或交叉。随后，两步区域伪交叉调整（RPCA）的过程中提出并应用于后校正上述时间的系统偏差和其他残留误差的时间高度差。这些伪交叉由纵断面对形成，纵断面对不一定相交，但通过下层DTM连接。最后，CO2雪/冰的时间高度变化是通过中值滤波这些后校正的时间高度差。推导的高度变化时间序列的精度为~4.9 cm。峰间高度变化估计约为2 m。此外，在南方春季还观测到一个以Ls=210°为中心的约0.5m量级的“坑”（瞬时高度积累）。所提出的方法开辟了在整个火星北极和南极地区绘制季节性二氧化碳雪/冰高度变化的可能性。
2021-09-10 astro-ph.EP astro-ph.IM
Characterization of dust activity on Mars from MY27 to MY32 by PFS-MEX observations
我们目前的空间和时间分布的火星上的灰尘从LS = 331 MY 26到LS = 80 MY 33检索从测量的行星傅立叶光谱仪（PFS）登上火星快车。与以前的观测结果一致，大尘埃不透明度主要在南半球的春季/夏季，特别是在地势较高和地形变化较大的地区。我们提出了一个比较，从热发射光谱仪（TES）-火星全球探测器（MGS）测量尘埃不透明度。我们发现在重叠间隔期间（MY 26的Ls = 331，直到MY 27的Ls = 77），两种仪器的观测值之间具有良好的一致性。我们发现了不同的行为的尘埃不透明度与纬度在不同的火星年（年际变化）。MY 28发生了一次全球性沙尘暴。我们观察到一个不同的空间分布，较晚的发生和消散的尘埃最大活动在MY 28比其他火星年。在Ls = 200 - 235，特别是在西希腊，观测到MY 28全球沙尘暴的可能前兆信号。大量的灰尘会改变大气温度。由于垂直分布不均匀的尘埃吸收太阳辐射和向空间发射红外辐射，观测到高层大气（40 - 50公里）的强烈加热和30公里以下的冷却。
2018-02-07 astro-ph.EP
Ammonia or methanol would enable subsurface liquid water in the Martian South Pole
本文提出火星南极层状沉积物底部的氨或甲醇可在与岩石圈强度相容的较低温度下维持液态水，从而调和雷达探测到的地下液态水与热流估算之间的矛盾。
2024-01-18 astro-ph.EP
Delivery of DART Impact Ejecta to Mars and Earth: Opportunity for Meteor Observations
本研究通过模拟DART撞击抛射物的动力学，发现其抛射物可能在7至13年内到达火星和地球，为流星观测提供了预测和特征信息。
2024-08-30 astro-ph.EP
Water ice at low to midlatitudes on Mars
在本文中，我们分析了水冰的发生在火星表面使用近红外观测，我们研究它们的分布与气候模式。在45 ° S和50 ° N之间的纬度被考虑。来自矿物、水、玻璃和活动观测站和火星小型侦察成像光谱仪的数据被用来评估作为位置和季节函数的地表水冰的存在。一个建模方法相结合的1-D和3-D版本的大气环流模型的气象动态Jussieu的开发和成功的观测相比。在当地的秋季、冬季和早春，在白天，在朝向极点的斜坡上观察到2 - 200 μ m厚的冰沉积。在南半球，冰延伸到纬度13 °，但仅限于纬度高于32 °的北部。在一个给定的斜坡上，在地面上的冰观测的模式主要是由大气水（降水和蒸汽）的全球变化控制，与当地的地面特性发挥较低的作用。只有季节性的地表冰被观测到：没有发现暴露的常年地表冰。然而，表面的季节性冰是敏感的地下属性：在这项研究中提出的结果是一致的，最近发现的低纬度地下冰通过分析CO2霜。
2011-03-01 astro-ph.EP
An Extremely Elongated Cloud over Arsia Mons Volcano on Mars: I. Life Cycle
我们报告了一个以前未被注意的每年重复的现象，包括每天形成一个极其细长的云，向西延伸1800公里，从阿尔西亚山。它发生在太阳经度（Ls）范围约220-320之间，大约在冬至。我们使用来自不同轨道器的图像来研究Arsia Mons Elongated Cloud（AMEC），这些轨道器包括ESA Mars Express，NASA MAVEN，Viking 2，MRO和ISRO Mars Orbiter Mission（ISRO）。我们详细研究了AMEC在火星年（MY）34在当地时间和Ls，并发现它表现出一个非常快速的日常周期：云的增长开始之前，日出在火山的西坡，随后向西扩张，持续2.5小时，在中间层（约45公里以上的areoid）的速度约为170米/秒。云的形成然后停止，它从它的形成点分离，并继续向西移动，直到它在下午之前蒸发，当大多数太阳同步轨道器观察。此外，我们比较研究了不同年份（即MYs 29-34）的观测结果，以寻找年际变化，发现MY 33的云表现出较低的活动，而MY 34的云的形成比其他年份推迟，最有可能是由于全球沙尘暴。这种现象发生在火星上普遍缺乏云的季节。在本文中，我们专注于观察，理论解释将是另一篇论文的主题。
2021-03-05 astro-ph.EP
High and dry: billion-year trends in the aridity of river-forming climates on Mars
火星从湿到干的转变是一场重大的环境灾难，但空间模式、速度和干燥的原因却没有得到很好的限制。我们建立了一个全球分布的数据库，限制火星后期古湖泊的大小相对于集水区（干旱指数），并发现气候分区的证据，因为火星正在干燥。随着时间的推移，中纬度南部高地的干旱程度增加，那里的湖泊比例变得像现代内华达州一样小。与此同时，赤道和北中纬度低地的气候持续间歇性湿润。这与火星温室效应的变化相一致，除了在短暂的融化季节，火星的高地太冷，不适合液态水，或者火星地下水位下降。这些数据是一致的开关未知原因的干旱指数对海拔高度的依赖，从高和潮湿的早期，高和干燥后。这些结果使我们对火星气候的看法更加清晰，因为表面条件对生命的压力越来越大。
2022-11-19 astro-ph.EP physics.geo-ph
The 2018 Martian Global Dust Storm over the South Polar Region studied with MEx/VMC
我们使用2018年6月和7月期间火星快车上的视觉监控相机（VMC）获得的图像研究了2018年火星全球沙尘暴（GDS 2018）。沙尘侵入极帽区，但从未完全覆盖极帽，其空间分布是不均匀的和快速变化的。然而，我们探测到长而窄的气溶胶弯曲弧，长度为2，000 - 3，000公里，穿过部分帽盖并穿过终结者进入夜晚。跟踪离散的尘埃云可以测量它们以高达100米/秒的速度朝向终结者的运动。投射到火星边缘的尘埃图像显示最大高度约为70公里，但空间和时间变化很大。我们讨论这些结果的背景下，沙尘暴的数值模式的预测。
2021-02-26 astro-ph.EP
InSight Pressure Data Recalibration, and Its Application to the Study of Long-Term Pressure Changes on Mars
对南极残留冰帽的观测表明冰帽可能受到侵蚀，导致全球大气质量增加。我们通过对Viking 1和InSight表面压力数据进行首次比较来测试这一假设，这些数据记录了40年的时间。这样的比较也使我们能够确定这两个时期之间的季节性冰盖的动态变化。为此，我们首先必须重新校准InSight压力数据，因为它们对传感器温度的敏感性出乎意料。然后，我们必须设计一个程序来比较远程压力测量。我们提出了两种表面压力插值方法在局部和全球尺度上做比较。Viking和InSight季节性表面压力变化的比较没有显示CO2循环中大于+-8 Pa的变化。这些结论得到了火星科学实验室（MSL）压力数据分析的支持。进一步与海盗2号轨道器和MARCI相机拍摄的南部季节性帽的图像进行比较，在40年的时间里，该帽的动态没有显着变化。在MY 34的全球风暴之后，只观察到北帽可能更大的延伸，但这种异常背后的物理机制还没有很好地确定。最后，MSL和InSight压力数据的第一次比较表明，在南部夏季，Gale陨石坑的压力不足，可能是由于陨石坑内悬浮着大量尘埃。
2022-09-27 astro-ph.EP astro-ph.IM
Sublimation of the Martian CO2 Seasonal South Polar Cap
二氧化碳的极地冷凝/升华，约占大气质量的四分之一，是火星主要的气候循环。早期的可见光和热红外观测表明，季节性南极帽（SSPC）的升华在地理南极周围是不对称的。在这里，我们使用OMEGA/Mars Express在近红外线的观测来明确地检测表面CO2的存在，并估计CO2的浓度。其次，我们估计了大气中释放的CO2的升华，并表明存在两个步骤的过程。从Ls=180°到220°，升华几乎是对称的，对于隐蔽区略有优势。Ls=220°后，反隐区升华较强。这两个阶段是不平衡的，因此反神秘区域的质量增加了22% +/- 9，这表明有更多的降雪。我们将这些结果与MOLA高度测量进行比较。最后，我们讨论了火星大气环流和气体示踪剂，如Ar的影响。
2010-07-22 astro-ph.EP
Water in the Martian regolith from OMEGA/Mars Express
在这里，我们讨论了目前火星上的一个水库，暴露在表面的风化层和岩石。该储层的特征在于存在含H_{2} O-和OH-相，其在近红外（NIR）反射光谱中在\sim 3 μm波长处产生宽吸收。这种吸收存在于迄今为止由轨道近红外光谱仪获得的火星表面的每一个无冰光谱中。利用OMEGA（Observatoire pour la Minéralogie，l\' \Eau，les Glaces et l\' \Activit é）成像光谱仪对火星表面3 μm吸收光谱的全球分布进行了定量分析。基于实验室反射光谱的含水矿物和相的范围很广，我们估计模型依赖的水含量为4 \pm 1重量。在赤道和中纬度地区。地表水化随纬度增加而增加，南北半球之间的含水量不对称。将表面水合作用与各种参数（湿度、灰尘、地质单位、时间、相对湿度、大气水压以及Phoenix和Curtain进行的原位测量）进行比较，以约束储层的性质。我们的结论是，火星低纬度地区的表面水化的性质是不是吸附水，而是更紧密结合的水分子和羟基基团的近顶表面的材料的结构。一个与霜冻有关的过程最好地解释了水进入和进入高纬度火星风化层的第一个微米的实施。
2014-07-09 astro-ph.EP
Surveying the ice condensation period at southern polar Mars using a CNN
ELTE Institute of Physics（罗兰大学物理研究所）；Wigner RCP（维格纳研究中心）；Konkoly Thege Miklos Astronomical Institute, HUN-REN Research Centre for Astronomy and Earth Sciences（匈牙利科学院天文与地球科学研究中心孔科利-泰格·米克洛什天文研究所）；Luleå University of Technology（吕勒奥理工大学）；CSFK, MTA Centre of Excellence（匈牙利科学院卓越中心）
本研究使用CNN自动分析HiRISE图像，调查火星南极-40°至-60°纬度带冰凝结期，发现2张图像含近期霜斑，327个图像块高概率含冰。
2023-12-23 astro-ph.EP cs.LG eess.IV
Martian north polar cap summer water cycle
火星科学中一个关键的悬而未决的问题是“极地冰盖的质量是增加还是减少，对过去、现在和未来的气候有什么影响？”“为了解决这个问题，我们使用了火星紧凑型侦察成像光谱仪（CRISM）在夏末对北极帽进行了多个火星年的观测，以监测夏季水循环，以便对夏末沉积和升华的水冰量进行定量限制。本文首次建立了北极冰冠夏季水冰吸收带的特征。我们发现，在北极帽内部的一个关键区域，吸收带深度增长，直到Ls=120，当他们开始收缩，直到他们被掩盖在夏末的北极罩。这种行为是转移到整个北极帽，在夏末地区的“翻转”从净升华到净冷凝模式。这种转变或“模式翻转”发生在更靠近极点的区域，而更晚发生在靠近帽边缘的区域。本文提供的观测和计算估计，在Ls=135-164期间，平均约70微米厚的水冰层沉积。这远远大于夏季南极的沉积结果，Brown等人（2014年）估计南极的平均沉积层为0.6-6微米深。
2016-05-11 astro-ph.EP
Atmospheric CO2 Ice in the Martian Polar Regions: Physical and Spectral Properties From Mars Climate Sounder Observations
本研究利用火星气候探测器（MCS）观测数据，估算了火星极区CO₂冰云的物理与辐射特性，发现南北半球冰粒尺寸相近，并用对流冷却模型解释了窄尺寸分布的成因，为完善MCS反演流程提供了支撑。
2025-09-02 astro-ph.EP
The Mars Orbiter Magnetometer of Tianwen-1: In-flight Performance and First Science Results
火星轨道器磁测仪（MOMAG）是我国首次火星探测任务“天问一号”的轨道器上搭载的科学仪器。它从2021年11月13日开始对火星周围从太阳风到磁堆积区的磁场进行常规测量。在这里，我们介绍了它的飞行性能和第一个科学结果的基础上，第一个一个半月的数据。通过与火星大气和挥发物演化卫星（MAVEN）观测的太阳风磁场资料对比，MOMAG观测的太阳风磁场在量级上处于同一水平，在三个分量上都能发现相同的磁场结构和相似的变化规律。在最初的一个半月里，我们从MOMAG数据中识别出158个清晰的弓形激波（BS）交叉点，其位置与模拟的平均BS在统计上匹配得很好。我们还确定了天问一号的轨道器和MAVEN的5对同时BS交叉。这些BS交叉确认全球形状的建模BS以及南北不对称的火星BS。本文提出的两个例子表明，BS可能是更动态的侧翼比鼻子附近。到目前为止，MOMAG表现良好，并提供准确的磁场矢量。MOMAG正在持续扫描火星周围的磁场。这些测量加上MAVEN的观测无疑将增进我们对火星等离子体环境的了解。
2023-01-02 astro-ph.EP physics.space-ph
Planet Four: Terrains - Discovery of Araneiforms Outside of the South Polar Layered Deposits
我们提出了一个系统的地图的季节性雕刻地形的火星南极地区的行星四：地形（P4 T）在线公民科学项目的结果。P4 T招募公众成员在公开发布的火星勘测轨道器CTX图像中视觉识别特征。特别是，P4 T志愿者被要求识别：1）蜘蛛形（包括具有中央坑和辐射通道的特征，称为“蜘蛛”）; 2）侵蚀凹陷，槽，台地，山脊和南极残留帽（SPRC）的准圆形坑，我们统称为“瑞士奶酪地形”，以及3）陨石坑。在这项工作中，我们提出了我们的高置信度的经典蜘蛛araneiforms和瑞士奶酪地形识别的分布。我们发现在我们的高置信度蜘蛛样本中没有位置也有信心的瑞士奶酪地形识别。此前有报道称蜘蛛仅限于南极层状沉积物（SPLD）。我们的工作提供了第一个识别蜘蛛的位置以外的SPLD，证实了高分辨率HiRISE成像。我们发现araneiforms的亚马逊河和西方极地单位和早期诺亚高地单位，与75%的araneiforms的位置，在我们的高置信度样本居住在SPLD。以我们目前的覆盖范围，我们无法确认这些是否是火星南极地区唯一有利于蜘蛛形生物形成的地质单位。我们的研究结果是一致的，目前的CO2射流形成的情况下，利用季节性CO2冰盖下的表面的弱点，雕刻araneiform渠道在许多季节的风化层的过程。这些新的区域作为额外的探针的条件下，在CO2射流过程中的通道创建。（节录）
2017-08-25 astro-ph.EP astro-ph.IM
Seasonal Water "Pump" in the Atmosphere of Mars: Vertical Transport to the Thermosphere
我们目前的模拟结果与马克斯普朗克研究所的大气环流模式（MPI-MGCM）实施水文循环计划。模拟揭示了一个季节性的水“泵”机制负责向上输送的水蒸气。这一机制发生在近日点南半球60 $^\circ$以上的高纬度地区，此时纬向环流的上升分支特别强。平均垂直通量与太阳潮汐引起的变化相结合，有利于水在约60公里处穿过“瓶颈”。然后，赤道环流将水输送到全球各地的北半球。由于气溶胶环流的强度受到空气尘埃的严格控制，沙尘暴期间热层中的水丰度强烈增加。
2019-04-12 astro-ph.EP physics.geo-ph physics.space-ph
Circumpolar ocean stability on Mars 3 Gy ago
研究利用GCM模拟提出，30亿年前火星可在1 bar含10% H2的CO2大气下形成冷湿气候，使环极地海洋稳定，并同时解释海啸沉积与南部冰川地貌。
2023-09-30 astro-ph.EP physics.ao-ph
First detection of ozone in the mid-infrared at Mars: implications for methane detection
ExoMars微量气体轨道器（TGO）于2016年3月被送往火星，以寻找可诊断活跃地质或生物过程的微量气体。我们报告的第一个观测的光谱特征的火星臭氧（O3）在中红外范围内使用大气化学套件（ACS）中红外（MIR）通道，交叉色散光谱仪在太阳掩星模式下运行的任何遥感任务火星的最好的光谱分辨率。在2018年全球沙尘暴（Ls = 163-193）开始之前，在高纬度（> 65 N）进行了臭氧观测。在夏季和冬季臭氧分布之间的快速过渡阶段，观察到的O3体积混合比为100-200 ppbv附近20公里。这些数量与过去在紫外线范围内在南极涡旋边缘进行的观测一致。观测到的臭氧在3000-3060 cm-1的光谱特征与甲烷（CH 4）nu 3振动-旋转带的光谱范围直接重叠，它与同一地区新发现的CO2带一起，可能会干扰甲烷丰度的测量。
2020-06-16 astro-ph.EP astro-ph.IM physics.ao-ph
Deliquescence probability maps of Mars and key limiting factors using GCM model calculations
在今天的火星上可能有小规模短暂的液态水形成的机会，尽管目前的气候不支持更大的水体的存在。通过一个被称为潮解的过程，吸湿性盐可以通过直接从大气中吸收水蒸气而进入溶液。由于目前缺乏现场潮解实验，预测潮解最可靠的方法是通过大气模拟，然而，咸液态水可能出现的位置和时间尚不清楚。在本文中，我们提出了我们的结果，可能在火星上形成盐水，他们提出的位置和季节，以及可能的限制因素。在我们的计算中，我们使用了火星动力气象学模型第5版的数据。结果表明，从L $_s$ 35 $^\circ$ - L $_s$ 160 $^\circ$，在9 PM-11 PM之间，有一个很好的机会，高氯酸钙潮解高于30 $^\circ$ N，而在这个区域的理想区域主要集中在酸性平原和乌托邦平原上午1时至3时。我们发现，在南半球，在L $_s$ 195 $^\circ$和L $_s$ 320 $^\circ$之间，在60 $^\circ$ S附近有一个明显但较弱的带，Argyre Planitia和Hellas Planitia都显示出形成盐水的机会。根据我们的统计，在大多数情况下，潮解的关键限制因素可能是相对湿度。我们的研究结果表明，在夏季-初秋季节，可能有潮解在两个半球的特定地区，从深夜到清晨。只有少数研究详细说明了通过潮解形成盐水的地质和时间分布，因此这项工作可以作为一个很好的指导，为未来的着陆点分析或选择一个具体的位…
2021-12-15 astro-ph.EP physics.ao-ph
Modelling the long-term impacts of artificial warming on the Martian water cycle and surface ice distribution
Astera Institute（阿斯特拉研究所）；University of Chicago（芝加哥大学）；Jet Propulsion Laboratory, California Institute of Technology（加州理工学院喷气推进实验室）
研究通过模型分析人工升温对火星水循环和冰分布的影响，指出升温后大气水蒸气增加，云反馈效应导致温度变化，但需更多数据支持可行性。
2026-03-02 astro-ph.EP physics.ao-ph physics.geo-ph
3-D Global modelling of the early martian climate under a dense CO2+H2 atmosphere and for a wide range of surface water inventories
CO2+H2温室效应最近被认为是一个有希望的情景，足以使早期火星表面变暖，从而形成山谷网络和湖泊。在这里，我们提出了数值的3-D全球气候模拟的早期火星气候，我们已经进行了假设稠密的CO2+H2大气。我们的气候模型来自Forget et al.（2013）和Wordsworth et al.（2013）的早期工作，与火星冰川和湖泊长期演化的异步模型相结合。模拟在40°赤道进行，以研究（i）水含量和（ii）H2含量（添加到1或2巴的CO2中）如何塑造早期火星的气候和水文循环。我们表明，绝热冷却机制（华兹华斯等。2013），导致冰沉积物在寒冷的气候（所谓的“冰高地”）南部高地的积累也适用于温暖的气候，与撞击坑湖作为主要的水库。这产生的降雨主要集中在火星南部高地。如果调整（i）CO2和H2的量，（ii）水库的大小和位置，以及（iii）古老的地形（即通过删除Tharsis），模拟中的地表径流（来自降雨或融雪）的空间模式可以匹配-除了少数例外-观察到的山谷网络和撞击坑湖泊的分布。虽然我们的研究结果是在富含H2的CO2为主的大气中获得的，但它们也应该适用于评估早期火星上强大的长寿命温室气体的任何组合的影响。
2021-03-18 astro-ph.EP physics.ao-ph physics.geo-ph
Analysing high resolution digital Mars images using machine learning
Luleå University of Technology（吕勒奥理工大学）；Wigner RCP（维格纳研究中心）；Konkoly Thege Miklos Astronomical Institute（科诺利·泰格·米克洛什天文研究所）；Research Centre for Astronomy and Earth Sciences（天文与地球科学研究中心）；ELTE Institute of Physics（厄特沃什·罗兰大学物理研究所）；CSFK, MTA Centre of Excellence（匈牙利科学院卓越中心CSFK）
本研究应用卷积神经网络（CNN）分析火星HiRISE高分辨率图像，通过扩展数据集和增加训练轮数，实现了94%准确率的火星水冰斑块识别。
2023-09-11 astro-ph.EP astro-ph.IM cs.LG
