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
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
Martian water ice clouds during the 2018 global dust storm as observed by the ACS-MIR channel onboard the Trace Gas Orbiter
ExoMars痕量气体轨道器（TGO）ESA-Roscoplant任务上的大气化学套件（ACS）仪器于2018年3月开始科学运行。ACS中红外（MIR）通道主要提供2.3 - 4.2 $μ$ m光谱范围内的火星大气的太阳掩星观测。在这里，我们使用这些观测来描述MY 34全球沙尘暴（GDS）之前和期间的水冰云。我们开发了一种方法来检测水冰云的平均粒径$\leq$ 2 $μ$米，并将其应用到观测之间收集的$L_s=165^\circ$和$L_s=243^\circ$。我们观察到水冰云的最大高度从GDS前的约60公里到风暴期间的90公里以上。这些非常高的高度，小尺寸（$r_\mathrm{eff} \leq 0.3$ $μ$ m）的水冰云在MY 34期间比非GDS年份在同一季节更频繁。颗粒大小经常随海拔高度而减小，在给定的剖面内局部减小，在整个数据集中全局减小。我们观察到，在GDS期间，对于某些尺寸，观察到给定尺寸的最大高度可以增加数十公里。在GDS期间，我们特别注意到一些大的水冰粒（$r_\mathrm{eff}\geq1.5$ $μ$ m）在令人惊讶的高海拔（50 - 70 km）。这些结果表明，GDS可以显着影响高空水冰云的形成和性质相比，通常的近日点尘埃活动。
2020-02-18 astro-ph.EP
Higher Martian atmospheric temperatures at all altitudes increase the D/H fractionation factor and water loss
曾经在火星表面流动的大部分水很久以前就流失到太空中了，流失的总量仍然未知。通过研究氢（H）及其同位素氘（D）可以找到损失量的线索，氢（H）及其同位素氘（D）是大气水分子H $_2$ O和HDO解离时产生的。H和D的逃逸效率的差异（其导致D/H比增强）被称为分馏因子$f$。D/H比和$f$都是估算水分损失所必需的;因此，如果我们能够限制$f$的范围并了解是什么控制它，我们将能够更准确地估算水分损失。在这项研究中，我们使用的中性火星大气的一维光化学模型，以确定如何$f$依赖于假设的温度和水蒸气配置文件。我们发现，外基温度最强烈地控制热逃逸过程的$f$的值。当我们包括其他研究中的非热逃逸估计时，我们发现对流层顶温度也很重要。总的来说，对于标准火星大气，$f=0.002$用于热逃逸，$f=0.06$用于热+非热逃逸。我们估计火星已经失去了至少66-122米的水。重要的是，我们的研究结果表明，$f$的值严重依赖于D的非热逃逸，以及包括D/H分馏的建模研究必须模拟整个大气中的中性和离子过程。
2020-10-28 astro-ph.EP
Variations of the Martian Thermospheric Gravity Wave Activity during the Recent Solar Minimum as Observed by MAVEN
大气重力（浮力）波对所有行星大气的能量和动量收支具有重要意义。向上传播的波将能量和动量从低层大气带到热层高度，并在那里重新分布。在火星上，GWs控制着热层和电离层的变化。我们提供了一个全面的气候学火星热层GW活动在太阳活动最低（太阳周期24结束）推断中性气体和离子质谱仪上的火星大气和挥发性演变（NGIMS/MAVEN）的测量。结果进行了比较和解释，使用一维谱非线性GW模型。月平均GW活动随高度（150-230 km）的变化在6- 25%之间，在$\sim$ 170 km处达到最大值。GW活动系统地表现出当地时间的变化，夜间值超过白天，根据以前的研究。分析表明，昼夜差异主要是由分子扩散引起的耗散和背景密度降低引起的波增长之间的竞争造成的。因此，对流不稳定机制可能发挥不太重要的作用，在限制GW振幅在上层热层，这解释了他们的本地时间行为。
2021-07-22 astro-ph.EP physics.ao-ph physics.flu-dyn
Precipitation of Energetic Neutral Atoms and Induced Non-Thermal Escape Fluxes from the Martian Atmosphere
本文研究了火星大气中高能中性原子的沉淀，这些中性原子是通过太阳风离子与热大气气体之间的电荷交换碰撞产生的。在蒙特卡罗模拟中，利用精确的横截面建立了快速离子沉淀参数与逃逸通量、快速原子高度依赖的能量分布及其在火星大气中的反射系数之间的联系。得到了由沉淀粒子引起的二次热原子和分子的分布，并应用于非热逃逸通量的计算。本文报道了一个新的精确的能量-角相关截面的碰撞数据库，该数据库是描述沉淀粒子碰撞和产生非热大气原子和分子的能量-动量转移所必需的，并给出了解析拟合方程。三维蒙特卡罗模拟与精确的能量角依赖的截面已经进行跟踪大的能量原子系综在时间依赖的方式，因为它们传播到火星大气中，并将其能量转移到周围的原子和分子。的能量沉积高度分布，反射系数，和随时间变化的大气加热，获得各向同性的硬球和各向异性的量子截面的蒙特卡罗模拟的结果进行了比较。测量了大气加热率、热化深度、产生率的高度分布、次级热原子和分子的能量分布以及诱导逃逸通量。
2014-06-10 astro-ph.EP
The Martian mid-latitude subsurface ice is the remnant of a past ice sheet
Institut Pierre Simon Laplace Université Paris 6, France（皮埃尔西蒙拉普拉斯研究所，巴黎第六大学）
研究通过气候模型揭示火星中纬度地下冰是过去高倾角时冰盖残余，表明其年龄小于400万年。
2026-02-21 astro-ph.EP physics.geo-ph
Rocket dust storms and detached dust layers in the Martian atmosphere
空气尘埃是火星环境中的主要气候因子。局部沙尘暴在沙尘循环中起着关键作用，但人们对它们的生命周期知之甚少。在这里，我们使用中尺度建模，包括辐射活性尘埃的运输，以预测OMEGA在火星快车上监测的当地沙尘暴的演变。我们表明，这场沙尘暴的演变是由深对流运动。对流能量的供应是由尘埃颗粒吸收入射的阳光提供的，而不是像地球上的潮湿对流那样通过潜热提供。我们建议使用"火箭沙尘暴"或conio-cumulonimbus这一术语来描述发生快速和有效垂直输送的风暴，在火星对流层的高空（30至50公里）喷射尘埃颗粒。结合大规模风的水平运输，火箭沙尘暴产生分离的灰尘层，让人想起火星全球勘测者和火星侦察轨道飞行器观察到的情况。由于夜间沉降的效率低于白天的对流输送，而分离的尘埃层可以在白天对流，这些层可以稳定几天。预计在晴朗季节（北半球冬季末至夏季末），低纬度地区的火箭沙尘暴活动将达到高峰，这就是火星气候探测器揭示的高海拔热带沙尘最大值的原因。尘埃驱动的深层对流对火星尘埃循环、热结构、大气动力学、云微物理学、化学以及机器人和人类探索都有很强的影响。
2012-12-19 astro-ph.EP physics.ao-ph physics.flu-dyn
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
Stratigraphic and Isotopic Evolution of the Martian Polar Caps from Paleo-Climate Models
火星北极层状沉积物（NPLD）中暴露的悬崖图像和冰穿透雷达测量显示交替的层，提供了过去气候振荡的档案，这些振荡被认为与轨道变化有关，类似于地球上的米兰科维奇循环。我们使用气象动力学（LMD）火星全球气候模型（GCM）研究古气候状态，使NPLD物理和化学地层学的更好的解释。当热带冰库存在时，低湿度下从热带到两极的水蒸气输送受到夏季强度的调制。在低的和相对恒定的轨道密度时，由于其他轨道要素，通量仍然变化，促进极层的形成。冰从热带向两极的迁移分两个阶段。第一，当热带地区存在表面冰时，第二，当赤道沉积物耗尽时，以前沉积在中高纬度的冰。当有热带冰时，极地积累率明显较高，每个轨道周期形成较厚的冰层。然而，大部分的NPLD来源于冰，暂时居住在中高纬和层变薄，源位置向极移动。不同的迁移阶段会在PLD的不同部分留下不同的D/H比。在所有模拟中，与SPLD相比，NPLD是同位素耗尽的。因此，我们预测与NPLD上层接触的大气的D/H比相对于全球平均冰库是有偏差的。
2022-03-20 astro-ph.EP
Constraints on Mars Aphelion Cloud Belt Phase Function and Ice Crystal Geometries
本研究通过在火星科学实验室（MSL）上实施一项新的观测，限制了火星水冰云（WICs）散射相函数的下限。相位函数巡天（PFSS）是利用MSL上的导航相机（Navcam）进行的多点全天空观测。PFSS在火星34年ACB季节在太阳经度L_s=61.4°-156.5°范围内执行了35次。20次观测发生在06：00和09：30 LTST之间的早晨，15次运行发生在14：30和18：00 LTST之间的晚上，由于太阳位于天顶附近，在当地中午两侧的操作需要2.5小时的间隙。所得的WIC相位函数是在18.3°至152.61°的散射角范围内导出的，归一化，并与9个模型化的相位函数进行比较：7个冰晶习惯和2个火星WIC相位函数目前正在模型中实现。通过统计卡方概率检验，在ACB WIC中观察到的5种最可能的冰晶几何形状为聚集体、六边形实心柱、空心柱、板和子弹形，p值分别大于或等于0.60、0.57、0.56、0.56和0.55。Droxtals和球体的p值分别为0.35和0.2，这使得它们不太可能是火星WIC的组成部分，但在统计学上仍然是可能的。更好地了解火星水冰云的冰晶习性和相函数，将直接有益于目前假设球形和圆柱形粒子的火星气候模型。
2019-01-15 astro-ph.EP
Gas flow in Martian spider formation
火星的蜘蛛状地形位于南极地区，由中央凹陷和径向槽组成，被认为与CO $_{2}$冰盖下的固态温室效应有关。冰底部的升华导致气体积聚，冰破裂，气体和夹带的风化层流出喷口并到达表面。气体有两种可能的路径：通过冰板和下层风化层之间的间隙，如Kieffer等人（2007）所提出的那样，或者通过可渗透风化层的孔隙，这意味着风化层属性可以控制相邻蜘蛛之间的间距，正如Hao等人所建议的那样。我们定量测试了这一假设，以便对风化层属性进行限制。根据先前估计的流量和热物理参数，我们认为，有多孔风化层的深度不足，以支持通过风化层的全部气体流量。相比之下，通过风化层-冰间隙的自由气体流能够为厘米量级的间隙提供可能的流速。这种大小的间隙可以在蜘蛛特征的中心打开，通过气体压力将覆盖的冰板向上弯曲，或者通过完全悬浮它，如原始Kieffer等人（2007）模型中所建议的那样。因此，我们的计算至少支持部分气体流过风化层和冰之间的缝隙。风化层的性质很可能仍然在蜘蛛形态的演变中发挥作用，例如，风化层的凝聚力控制着中央坑和槽的侵蚀。
2021-01-29 astro-ph.EP
MAIC-2, a latitudinal model for the Martian surface temperature, atmospheric water transport and surface glaciation
火星大气-冰耦合器MAIC-2是一个简单的纬向模型，它包括一套地面温度、大气水输送和水冰表面质量平衡（凝结减去蒸发）的参数化。它直接由近日点的轨道参数椭圆度、偏心率和太阳经度（Ls）驱动。地面温度由当地日照温度方案描述，该方案使用每日和纬度相关的辐射平衡。水的蒸发速率由自由对流的表达式计算，由水蒸气和环境空气之间的密度差驱动，冷凝速率由任何超过局部饱和压力的水蒸气立即冷凝的假设得出，并且水蒸气的大气传输近似于瞬时混合。忽略了冰沉积物的冰川流动。采用恒定轨道参数进行的模拟表明，低纬度有利于高纬度地区的冰沉积，反之亦然。在过去1000万年的轨道参数的计算历史驱动的一个瞬态的情况下，在最近的400万年产生基本上单调增长的极地冰存款，和一个非常好的协议与观察到的当今极地分层存款。厚厚的极地沉积物有时会继续形成延伸到中纬度的薄冰沉积物，这证实了高纬度地区“冰河时代”的想法。
2010-04-23 astro-ph.EP physics.ao-ph physics.geo-ph
Strong variability of Martian water ice clouds during dust storms revealed from ExoMars Trace Gas Orbiter/NOMAD
对火星上的水冰云和气溶胶的观测可以为了解水循环的复杂性提供重要的见解。最近的观测表明，尘埃活动与水循环之间存在着重要的联系，因为强烈的尘埃活动可以显著提高湿层顶，从而增加水在高层大气中分解后的逃逸。本文介绍了NOMAD/TGO的观测结果，研究了火星34年（2018-19年4月）近日点季节水冰云的变化，它们的昼夜和季节行为，以及水冰和尘埃的垂直结构和微物理特性。这些观测结果揭示了2018年全球沙尘暴之后中层水冰云层的反复存在。我们表明，这层上升从45到80公里的高度上的时间尺度的天加热低层大气由于风暴。此外，我们证明，有一个强大的黎明黄昏不对称的水冰丰度，夜间成核和随后的白天升华。水冰颗粒大小的检索是一致的，并表现出尖锐的垂直梯度（从0.1到4.0微米），以及全球沙尘暴（<0.5微米）和2019年区域沙尘暴（1.0微米）之间的中间层差异，这表明不同的水冰成核效率。这些结果构成了我们对火星中层水冰云的理解的基础，并进一步限制了中层大气中水冰和尘埃之间的相互作用。
2019-12-30 astro-ph.EP
3D modelling of the early Martian Climate under a denser CO2 atmosphere: Temperatures and CO2 ice clouds
根据地质证据，人们常说，由于厚厚的大气层的温室效应，早期火星的气候温暖到足以让液态水在表面流动。我们提出了早期火星气候的三维全球气候模拟，假设一个微弱的年轻太阳和二氧化碳大气压力在0.1和7巴之间。该模型包括一个详细的辐射转移模型，使用修订后的CO2气体碰撞引起的吸收特性，和CO2冰云微物理和辐射特性的参数化。通过使用不同的湿度值、轨道参数、云微尺度参数、大气尘埃负荷和表面特性，探索了各种可能的气候。与今天的火星不同，当压力高于一个巴的几分之一时，地面温度会随着高度的变化而变化，这是因为大气层垂直移动时会绝热冷却和加热。在大多数模拟中，CO2冰云覆盖了地球的大部分，但温室效应不超过+15 K。我们发现，二氧化碳大气不可能使地球上任何地方的年平均温度升高到0°C以上。大气崩溃成永久的二氧化碳冰帽预测压力高于3巴，或相反，如果湿度足够低，在压力低于1巴。夏季日平均地面温度高于0°C（这是一种可能形成河流的条件），在高纬度地区，但不是在大多数山谷网络观测的地方。在没有其他变暖机制的情况下，我们的气候模型结果因此与火星早期寒冷的情景相一致，其中必须发生非气候机制来解释液态水的证据。在华兹华斯等人的一篇配套论文中，我们模拟了这样一个星球上的水文循环。
2012-10-15 astro-ph.EP
Martian cloud climatology and life cycle extracted from Mars Express OMEGA spectral images
我们从覆盖7个火星年（MY 26-32）的欧米茄数据中提取了火星水冰云气候学。我们得到了两个产品，反向冰云指数（ICIR）和云像素百分比（PCP），表示规则网格（1°经度x 1°纬度x 1° Ls x 1小时当地时间）上的平均云厚度和星云度。ICIR已经被证明是来自火星气候数据库的水冰柱的代理。PCP确认了ICIR绘制的主要云结构的位置，并提供了更准确的云量图像。我们观察到在希腊平原，月球平原和远日点带的大火山上有更密集的云层覆盖。这是第一次，由于火星快车不在太阳同步轨道上，我们可以通过结合7年的观测来探索特定季节的云日周期。然而，由于偏心轨道，时间范围仍然有限。该数据集的其他局限性是它的尺寸小，冰云和霜冻之间的难以区分，以及表面覆盖对数据不确定性的影响。然而，我们可以通过对更大区域的数据进行平均来研究云的日生命周期：从特定的地形特征（覆盖经度和纬度的几度）到大的气候带（所有纬度）。我们发现，在热带地区，在北夏至前后，昼夜热潮汐调节了云的丰度，中午前后云的丰度减少。在北半球中纬度地区，在冬季（Ls=260-30°），主要在早晨和中午前后观测到与北极罩边缘相对应的云。在克里斯平原，在北方的冬季，低洼的晨雾在下午消散得越来越早。在Argyre上空，整个白天都有云，有两个时段，Ls = 30和160°。
2020-10-06 astro-ph.EP physics.ao-ph
Properties of Seasonal Ice at Sisyphi Cavi and Implications for Current Modification of Martian Gullies
Institut d’Astrophysique Spatiale（空间天体物理研究所）；Université Paris-Saclay（巴黎萨克雷大学）；CNRS, GEOPS（法国国家科学研究中心，地球、行星科学与宇宙学实验室）；Dept. d’Astrophysique/AIM, CEA/IRFU, CNRS/INSU（天体物理学部/天体物理学与星际介质实验室，CEA/IRFU，法国国家科学研究中心/欧洲核子研究组织）；Laboratoire d’Astrophysique de Marseille（马赛天体物理实验室）；Aix Marseille Université（艾克斯-马赛大学）；Laboratoire de Panétologie et Géosciences（泛生态学及地质科学实验室）；Université de Nantes（南特大学）；Institut Universitaire de France（法兰西学院）
该研究通过CRISM和OMEGA数据分析锡西厄凹地的季节性冰性质，发现无液态水或CO₂间歇泉驱动沟壑改造的证据，提出其可能由CO₂冰流态化或雪崩过程导致。
2026-09-04 astro-ph.EP
Global modelling of the early Martian climate under a denser CO2 atmosphere: Water cycle and ice evolution
我们讨论了早期火星气候的3D全球模拟，我们假设一个微弱的年轻太阳和稠密的二氧化碳大气。我们包括一个自洽的水循环表示，大气-地面相互作用，大气传输，并考虑到CO2和H2O气体和云的辐射效应。我们发现，对于大气压力大于一个酒吧的一小部分，绝热冷却效应导致南部高原山谷网络地区的温度显着低于全球平均水平。长期气候演变模拟表明，在这种情况下，水冰从低洼地区被输送到高地，以获得广泛的轨道曲率，而不管塔尔西斯隆起的程度如何。此外，南极还形成了一个延伸的水冰帽，大致对应于诺亚纪/西方纪的Dorsa Cortea地层。即使对于多巴的CO2大气，条件也太冷，不允许长期的表面液态水。在某些地方，在温暖的夏季会发生有限的融化，但这只是在表面的热惯性和热惯性条件下，对水冰来说可能是不现实的。尽管如此，陨石撞击和火山活动可能会在这种条件下造成强烈的间歇性熔融。由于冰迁移到更高的海拔是一个强大的机制，为补给高原水源后，这样的事件，我们认为，这种全球零度以下，'冰冷的高地'的情况下，晚诺亚纪气候可能足以解释大部分的河流地质，而不需要调用额外的长期变暖机制或早期温暖，潮湿的火星。
2012-11-22 astro-ph.EP physics.geo-ph
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
Climatology of the Martian Polar Regions: Three Mars Years of CRISM/MARCI Observations of Atmospheric Clouds and Dust
我们提出了CRISM EPF和MARCI数据的合成，以研究MY 28-30两极大气水冰和尘埃不透明度的演变。
2013-07-08 astro-ph.EP
On the impact of the vertical structure of Martian water ice clouds on nadir atmospheric retrievals from simultaneous EMM/EXI and TGO/ACS-MIR observations
本研究对比均匀云廓线与TGO/ACS太阳掩星得到的云廓线对EMM/EXI天底云光学深度反演的影响，发现忽略云垂直结构的纬度依赖性会导致极地反演低估25%-50%，并提出水冰云参数化改进建议。
2024-10-01 astro-ph.EP
Impacting the dayside Martian ionosphere from above and below: Effects of the impact of CIRs and ICMEs close to aphelion (April 2021) and during dust storms (June-July 2022) seen with MAVEN ROSE
本研究利用MAVEN ROSE的62个电子密度剖面，分析了近日点附近及沙尘暴期间CIRs和ICMEs对火星日侧电离层的影响，发现太阳事件和沙尘活动共同导致TEC增加、峰值高度异常及热大气整体抬升等复杂效应。
2024-04-23 astro-ph.EP physics.space-ph
Characterization of the M1 and M2 layers in the undisturbed Martian ionosphere through solar minimum leading to solar maximum with MAVEN ROSE
研究基于 MAVEN ROSE 电子密度剖面，分析太阳活动上升期 M1/M2 层随太阳天顶角、地方时和季节的变化，揭示二者峰值高度与密度的差异规律。
2024-05-10 astro-ph.EP physics.space-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
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
Obliquity dependence of the formation of the martian polar layered deposits
火星的极地层状沉积物（PLD）由不同的尘埃-水冰体积混合比（VMR）层组成，可能记录了火星最近轨道历史上天文学强迫的气候变化。通过量化极地物质沉积速率对天文强迫的敏感性来追溯这些层的形成，对于解释这一记录至关重要。使用火星全球气候模式（GCM），我们调查了每年的极地水冰和尘埃表面沉积的敏感性，以不同的温度和表面水冰分布在零偏心率，在最近的低偏心率时代的PLD的演变提供了一个合理的表征。对于15°-35 °的湿度，预测的水冰净年累积率范围为-1至14毫米/年，灰尘为+0.003至0.3毫米/年。GCM导出的速率摄入到一个集成模型，模拟极地积累的水冰和灰尘在5个连续的周期（~700 kyrs）在低偏心率的时代。一个子集的集成模拟预测相结合的积累水冰和灰尘在北部的时间平均速率是近0.5毫米/年的观测推断值。在一个沙尘循环中，形成了3种类型的沙尘层：高沙尘循环时形成厚约30 m的富尘层（约25%的沙尘VMR），低沙尘循环时形成厚约0.5 m的沙尘滞后层，沙尘循环时形成厚约10 m的贫尘层（约3%）。~30 m厚的富尘层让人想起从PLD北部可见光图像分析得出的~30 m特征，而~0.5 m厚的灰尘滞后比观察到的“薄层”小~2倍。总体而言，这项调查提供了进一步的证据表明，在PLD气候记录中的冰强迫，并证明了极地沉积过程中的冰尘成核的重要性。
2020-12-08 astro-ph.EP
Glycine's Radiolytic Destruction in Ices: First In-Situ Laboratory Measurements for Mars
我们报告了新的实验室研究辐射引起的破坏甘氨酸含冰的温度和成分范围内，允许外推到火星的条件。原位红外光谱被用来研究甘氨酸衰减率作为温度（从15至280 K）和初始甘氨酸浓度的函数在6个混合物，其组成范围从干甘氨酸到H $_2$ O +甘氨酸（300：1）。结果以几种单位制表示，并附有使用注意事项。甘氨酸在火星表面下的半衰期估计为这一数据集火星条件的外推，和衰减率的趋势被描述为是火星近表面化学的应用。
2015-02-09 astro-ph.EP astro-ph.IM physics.chem-ph
HCN ice in Titan's high-altitude southern polar cloud
土卫六的中层大气在2009年北方的春天到来后，目前正在经历一个快速的季节变化。2012年5月，在土卫六南极上空300公里的高度首次观测到一个大云。这个高度以前显示出温度最高，泰坦的任何大气气体都不会冷凝。在这里，我们表明，这种云是由微米大小的氰化氢（HCN）冰粒。在这个高度上存在HCN粒子，再加上中红外线观测的新温度测定，表明2012年初冬季极地涡旋内部的土卫六大气层急剧冷却。这样的冷却与以前在极地涡旋中测量到的高海拔变暖完全相反，温度比环流模型预测的要低100度。除了阐明土卫六神秘的极地云的性质外，这些结果还表明，冬季极地的秋分后冷却比以前认为的要有效得多。
2014-10-21 astro-ph.EP
Modeling the hydrological cycle in the atmosphere of Mars: Influence of a bimodal size distribution of aerosol nucleation particles
我们提出了一个新的实施方案的水文循环计划到火星大气环流模型。该模型包括一个半拉格朗日运输计划的水蒸气和冰，并占微观物理之间的相变。水文方案包括饱和，成核，颗粒生长，升华和沉积的过程下，一个可变的尺寸分布的假设。该计划已被实施到马克斯普朗克研究所火星大气环流模式（MPI-MGCM）和测试假设单和双峰对数正态分布的冰凝结核。我们提出了一个模拟的年度变化，水平和垂直分布的水蒸气和冰云与现有的观测从火星轨道器上的仪器。对气溶胶粒子分布的双模态的解释改善了对年水文循环的模拟，包括预测的冰云质量、不透明度、数密度、粒子半径。增加的数密度和较低的成核率使模拟的云不透明度更接近观测。模拟结果表明，过量的小气溶胶粒子对模拟的水蒸气分布的影响很弱。
2022-01-13 astro-ph.EP physics.ao-ph
From Earth Meteors to Mars: Predicting Where to See the First Martian Meteors
University of Western Ontario（韦仕敦大学）；Institute for Earth and Space Exploration, University of Western Ontario（韦仕敦大学地球与太空探索研究所）
本研究量化了流星体碎裂对火星流星预测的影响，测试了三种碎裂触发假设，发现碎裂会改变火星流星的亮度、高度等特征，所得结果可为火星任务及相关模型改进提供支持。
2026-08-18 astro-ph.EP
Forbidden atomic oxygen emissions in the Martian dayside upper atmosphere
最近，欧洲航天局的ExoMars痕量气体轨道器（TGO）上的最低点和掩星火星发现（NOMAD）紫外和可见光谱仪同时测量了火星高层大气昼侧[OI] 2972和5577（绿色）排放的边缘排放强度。我们的目标是探索所有这些禁止原子氧发射（[OI] 2972，5577，6300，6464 <$）在火星白天高层大气中的光化学，以及在白天可见光谱中同时检测这些发射线的合适条件。本文建立了一个光化学模式，通过考虑火星上层大气中不同含氧物质的各种化学反应，研究了O（1 S）和O（1D）的产生和损失过程。通过将Fox（2004）模拟的中性密度剖面减少2倍，发现计算的[OI] 5577和2972日冕辐射临边强度剖面与NOMAD-TGO观测结果一致。在这种情况下，在120 km以下的高度，我们模拟的[OI] 6300发射的临边强度比NOMAD-TGO观测的[OI] 2972发射的临边强度小2到5倍，在这个距离以上，它与观测的上限相当。我们研究了各种参数对这些氧原子禁戒发射谱线的影响。我们计算的[OI] 6300 μ m辐射的临边强度，当火星在近日点附近和太阳的最大条件下，表明所有这些禁止的排放应在火星高层大气的昼侧的NOMAD-TGO可见光谱中观察到。对禁氧原子发射谱线进行更多的同步观测将有助于了解火星向阳面高层大气中含氧物质的光化学过程。
2020-12-10 astro-ph.EP physics.ao-ph
Strong depletion of $^{13}$C in CO induced by photolysis of CO$_{2}$ in the Martian atmosphere calculated by a photochemical model
大气碳的同位素特征为火星大气的历史和火星有机物质的起源提供了独特的示踪剂。已知CO $_{2}$的光解会引起CO $_{2}$和CO之间碳的强烈同位素分馏。然而，它对火星大气中碳同位素组成的影响仍然不确定。在这里，我们开发了一个1-D的光化学模型，考虑通过CO $_{2}$的光解同位素分馏，以估计在火星大气中的CO和CO $_{2}$的碳同位素组成的垂直剖面。我们发现，由于通过CO $_{2}$光解的分馏，CO在$^{13}$ C中与CO $_{2}$相比是贫化的：在标准涡流扩散设置下，CO中$δ^{13}$ C的最小值约为每密耳$-170$。这一结果支持了这一假设，分馏大气CO是负责生产的$^{13}$ C-贫有机碳在火星沉积物中检测到的CurrencyRover通过CO转化为有机物质和它们的沉积在表面上。我们在这里报告的光解和运输诱导分馏的CO导致$\sim 15$ %减少推断的大气损失量时，结合当今分馏的大气和以前的研究碳逃逸到太空。火星大气中CO的分馏同位素组成可以通过ExoMars微量气体轨道飞行器（TGO）和地面望远镜进行观察，而分馏含碳物质产生的逸出离子物质可以通过火星卫星探测（MMX）进行检测未来。
2023-02-24 astro-ph.EP
CO+ first-negative band emission: A tracer for CO in the Martian upper atmosphere
最近，搭载在火星大气和挥发物演变N（MAVEN）卫星上的成像紫外光谱仪（IUVS）观测到了火星高层大气中的CO $^+$第一负带临边发射。我们的目标是探索火星高层大气中的光化学过程，这驱动了这一波段的发射。建立了一个光化学模式，研究了火星高层大气CO $^+$第一负带发射（B $^2Σ^+ \rightarrow$ X $^2Σ^+$）的激发过程。CO $_2$和来自两种不同模型的CO的数密度分布，即，利用火星气候数据库（MCD）和火星全球电离层-热层（MGIT）资料，确定了该带辐射的临边强度。在MCD和MGIT模型中，CO密度分别增加4倍和8倍，模拟的CO $^+$第一负带临边强度分布与IUVS/MAVEN观测结果一致。在这种情况下，该带发射的强度显著地由太阳光子和光电子对CO的电离决定，并且CO $_2$的解离电离的作用可以忽略不计。由于CO是COPDMATHABMM（B $^2Σ^+$）的主要来源，我们建议利用观测到的CO $^+$第一负带发射强度反演150 km以上高度的火星高层大气CO密度。
2020-05-19 astro-ph.EP physics.space-ph
A global colour mosaic of Mars from Mars Express HRSC high altitude observations
本文利用 Mars Express HRSC 高空观测和迭代自洽颜色模型，校正大气尘埃散射导致的图像间色差，生成兼具单图细节与全球连续性的火星彩色镶嵌图。
2024-10-28 astro-ph.EP
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
Solar wind-driven day-to-day effects on the Martian thermosphere/exosphere composition
自1976年海盗号着陆器飞行任务对高层大气密度和组成的高度分布进行首次\emph{in-situ}测量以来，自2014年9月以来，MAVEN和MAVEN航天器利用质谱仪和其他相关有效载荷不断收集类似数据。使用两个轨道器几乎同时进行的观测，我们表明，两个数据集都证实了2018年6月1日至15日期间火星热层/外逸层中氩气（$Ar$）密度分布的显著逐日变化，当时太阳EUV辐射没有显示出任何明显的变化。我们扩展这项研究，包括母大气成分（$CO_{2}$，$Ar$，$He$，$N_{2}$）和光化学产品（$O$，$CO$）检查的效果太阳风等离子体（$e/H^{+}$）的速度和通量在上述时间间隔。由于2018年6月第一周额外的电子撞击解离和电离，这些成分的密度分布显示出显著的影响，这些影响在下周消退，恢复正常条件。这些第一次的结果解释的基础上，一些相关的中性和离子的化学反应。这一结果提供了一个重要的投入，未来的建模工作的火星热层/外逸层组成的研究和太阳EUV相关的变化，由于施瓦贝循环。
2021-03-02 astro-ph.EP astro-ph.SR physics.space-ph
Solar wind interaction with the Martian upper atmosphere: Roles of the cold thermosphere and hot oxygen corona
研究了火星热层和散逸层在太阳风-火星相互作用过程中对火星电离层结构和离子逃逸率的影响。本文采用四组分多流体MHD（MF-MHD）模型模拟了火星电离层和磁层。$cold$热层背景取自火星全球电离层热层模型（M-GITM），$hot$氧气外逸层取自火星外逸层蒙特卡罗模型-自适应网格粒子模拟器（AMPS）。共四个案件的组合的1D（全球平均）和3D热层和外逸层进行了研究。通过采用1D和3D大气计算的离子逃逸率是相似的，但是，后者需要充分再现MAVEN电离层观测。此外，模拟结果还表明，三维热氧日冕在阻止行星分子离子（O $_2^+$和CO $_2^+$）逃逸出火星方面起着重要作用，这主要是由于高空外逸层O $^+$离子的质量负荷所致.然而，$cold$热层氧原子被证明是O $^+$离子逃逸的主要中性源在相对较弱的太阳活动周期24。
2018-06-22 astro-ph.EP physics.space-ph
Model for Nitric oxide and its dayglow emission in the Martian upper atmosphere using NGIMS/MAVEN measured neutral and ion densities
由于缺乏必要的测量，对火星高层大气中一氧化氮（NO）化学的全面研究受到限制。NO是火星低层大气中一种丰富的奇数氮物种，其密度取决于几个光化学过程。我们已经开发了一个光化学模型来研究在火星高层大气的昼侧的NO密度占各种生产和损失机制。通过利用中性气体和离子质谱仪（NGIMS）的机载火星大气和挥发性演化（MAVEN）任务测量的中性和离子密度在深倾角8和9活动，我们模拟了NO数密度在火星阳光照射的高层大气的高度之间的120和200公里。利用模拟的NO密度计算了火星昼侧高层大气NO（1，0）γ波段的发射强度剖面。计算出的NO密度和γ谱带强度分布被认为是一致的成像紫外光谱仪（IUVS）机载MAVEN观测，也与其他建模研究。我们发现，当地的CO2和N2密度的变化可以导致NO密度的变化，因此其日光强度的2至5倍。由于NO是一种微量成分，其日光发射强烈掩盖CO卡梅伦带排放，我们建议，推导NO数密度的基础上，我们的方法可以限制其丰度在火星的昼侧高层大气。对（1-0）伽马波段发射的更多观测以及建模将有助于研究火星大气中NO的全球分布。
2022-03-29 astro-ph.EP physics.app-ph physics.space-ph
Potential habitability of present-day Mars subsurface for terrestrial-like methanogens
本研究结合陆地产甲烷菌生态与火星地下环境数据，识别出阿西达利亚平原4.3-8.8公里深处可能适合类地产甲烷菌生存的栖息地。
2025-01-23 astro-ph.EP
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
Observations of Water Frost on Mars with THEMIS: Application to the Presence of Brines and the Stability of (Sub)Surface Water Ice
Sorbonne Université, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), École Polytechnique, École Normale Supérieure (ENS)（索邦大学，法国国家科学研究中心，巴黎综合理工学院，巴黎高等师范学院）；Jet Propulsion Laboratory, California Institute of Technology（加州理工学院喷气推进实验室）；Northern Arizona University（北亚利桑那大学）；Laboratoire Atmosphères, Milieux, Observations Spatiales (LATMOS/CNRS)（大气、介质、空间观测实验室）
利用THEMIS观测火星水冰，揭示其季节性存在及对次表面冰稳定性的贡献。
2024-08-27 astro-ph.EP
Martian gullies: Produced by fluidization of dry material
火星上的沟壑是在1999年被发现的，从那时起，出现了几种假说试图解释这些沟壑的存在。主要的假设是那些建议，一些液体，水或二氧化碳，负责模拟冲沟和那些建议干流作为建模代理。本研究的目的是提出火星冲沟形成的另一种假设机制，我们的模型认为火星冲沟是由于撞击坑、高原和其他地貌结构的斜坡上沉积的物质的流化过程而形成的。这种流态化是由以雪的形式沉积的二氧化碳冰的升华引起的，这是由于每日和季节性的温度变化。我们还提出了一个实验模拟的结果。结构类似于火星冲沟再现使用空气喷射机制，作为气体CO2的替代品，在沙质斜坡。计算了实验流和火星冲沟流的雷诺数，发现它们是同一量级的，而水流的雷诺数要高得多，考虑到火星目前的环境条件，从我们的结果可以看出，这种机制是可能的模拟剂火星冲沟。所提出的模型的两个最重要的特点是：a）它提供了一个简单的解释，如何经常性的流化事件发生在同一个地方，一个必要的复发形成的沟壑，提供了一个充电机制的系统后，每一个流化事件，和b）它认为形成的沟壑可能，即使在角度小于休止角。模型的这些特点解决了现有理论中存在的这两个问题。
2010-06-29 astro-ph.EP
First results on Martian carbon monoxide from Herschel/HIFI observations
我们报告的初步分析赫歇尔/HIFI的一氧化碳（CO）的火星大气层之间进行的2010年4月11日和16日的观测。我们选择了771 GHz的同位素^{13}CO和768 GHz的同位素C^{18}O的（7-6）转动跃迁，以反演温度的平均垂直分布和一氧化碳的平均体积混合比。得到的温度廓线与大气环流模式（GCM）的预测在45 km高度以下的温度廓线在小于5 K的范围内一致，然而，在60 km处显示出约12-15 K的低值。CO混合比确定为980 \pm 150 ppm，与2009年11月Herschel/SPIRE观测得出的900 ppm一致。
2010-07-29 astro-ph.EP
Diurnal temperature variations and migrating thermal tides in the Martian lower atmosphere observed by the Emirates Mars InfraRed Spectrometer
本研究利用EMIRS覆盖一个完整火星年的温度廓线，揭示火星低层大气日温变化及全日、半日和三分之一日热潮汐的季节与纬度特征，并评估PCM第6版模拟改进。
2025-10-21 astro-ph.EP
Analytical investigations of quasi-circular frozen orbits in the Martian gravity field
冻结轨道由于其偏心率和近心辐角平均保持不变的特性，一直是轨道设计的重要研究对象。本研究探讨准圆形冻结轨道，并探讨其基本性质分析使用两种不同的方法。首先，基于拉格朗日公式的分析方法，适用于获得火星冻结轨道的约束条件。其次，利用李变换精确定位这些轨道，并绘制出哈密顿量的等值线，以显示平衡点的演化。这两种方法在80 \times 80火星重力场的数值积分验证。仿真结果表明，这两种分析方法可以提供足够准确的结果。通过比较发现，两种方法具有很好的一致性，都发现了四类火星冻结轨道：三类小偏心率轨道和一类接近临界倾角的轨道。结果还表明：对于大多数火星冻结轨道，由于J3与J2同号，近心角保持在270 °，而对于少数低海拔、低倾角的冻结轨道，由于高次奇环带的影响，近心角有可能保持在90 °;对于临界倾角的情况，近心角也可以保持在90度。值得注意的是，存在一些特殊的冻结轨道，它们具有极小的偏心率，这将为侦察提供很大的便利。最后，基于单值矩阵的迹估计了火星冻结轨道的稳定性。分析研究可以为更复杂模式的数值修正方法提供良好的初始条件。
2011-08-23 astro-ph.EP math-ph math.MP
A modern-day Mars climate in the Met Office Unified Model: dry simulations
我们介绍了气象局统一模型（UM）的结果，这是一个世界领先的气候和天气模型，适用于模拟干燥的火星气候。我们详细介绍了适应的基本parameterisation和分析结果，从两个模拟，一个与辐射活性矿物尘埃和一个与辐射惰性尘埃。这些模拟演示了灰尘的辐射效应如何加速风，并在沙尘季节创造一个中等高度的等温层。我们通过与已建立的火星模型，气象动力学行星气候模型（PCM）的比较来验证我们的模型，在季节性风和温度分布中找到了很好的一致性，但在预测的尘埃质量混合比和两极条件中存在差异。这项研究验证了UM在火星大气中的使用，强调了地球大气环流模型（GCM）的适应如何有利于现有的火星GCM，并为我们开发新的火星气候模型的下一步提供了见解。
2023-02-01 astro-ph.EP physics.ao-ph
Sculpting of Martian brain terrain reveals the drying of ancient Mars
Institute of Geology and Geophysics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院地质与地球物理研究所）；College of Earth and Planetary Sciences, University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学地球与行星科学学院）；Division of Geological and Planetary Sciences, California Institute of Technology（加州理工学院地质与行星科学系）
研究通过量化系统分析火星大脑地形的形态特征，发现其形成涉及冻结-融化循环和后期升华作用，揭示了火星气候从湿润到寒冷干旱的转变过程。
2026-04-02 astro-ph.EP physics.comp-ph physics.geo-ph
An evidence of rapid hydrogen chloride uptake on water ice in the atmosphere of Mars
本研究利用ACS仪器同步测量数据，发现火星大气中HCl在无冰高度形成分离气体层，证明HCl在水冰上的非均相摄取是调节火星大气HCl丰度的主要机制。
2023-12-12 astro-ph.EP physics.ao-ph
Identification of a new spectral signature at 3 $μ$m over Martian northern high latitudes: implications for surface composition
从轨道上观测时，已知火星北极纬度具有增强的3 $μ$ m光谱特征。这可能表明有更多的表面吸附水或结合水，尽管还不可能容易地将轨道观测与凤凰号的地面测量相一致。在这里，我们重新分析了欧米茄/火星快车在北方夏季获得的观测，以进一步表征这3 $μ$米吸收带的增加。我们确定了一个新的特定的光谱特征的存在下，由一个额外的窄吸收功能集中在3.03 $μ$ m加上在$λ$ ${\geq}$ 3.8 $μ$ m的吸收。这一信号均匀分布在一个围绕在~ 68°N和~ 76°N以及~ 0°E和~ 270°E之间的环极低电离层的高电离层开放环上。这个位置包括凤凰号着陆点。这一特征没有随时间变化，可以确信地归因于季节性稳定的表面成分。总之，在1 $-$ 2.5 $μ$ m范围内，稳定性、光谱形状和与其他特征的显著相关性的缺乏放弃了依赖于水冰或容易交换的吸附水的解释。硫酸盐，特别是硬石膏，提供了有趣的比较光谱的几个部分。与地球样品的类比还表明，光谱特征可能是由于纬度的修改的水合状态和/或粒度的盐污染物。虽然准确的全光谱形状不容易复制，但对这一观察结果的合理解释似乎涉及到北半球高纬度地区地质学上最近的水蚀变。
2021-06-28 astro-ph.EP physics.geo-ph
Study of Titan's fall southern stratospheric polar cloud composition with Cassini/CIRS: detection of benzene ice
我们报告的探测光谱特征观测在682厘米$^{-1}$的卡西尼复合红外光谱仪（CIRS）在最低点和肢体几何观测土卫六的南部平流层极地地区在南部秋季中期，而平流层温度是最冷的，因为卡西尼任务开始。682 cm的$^{-1}$信号仅在300 km以下观测到，至少部分归因于苯（C $_6$ H $_6$）冰$ν_{4}$ C-H弯曲模式。虽然我们在2013年初首次在南极地区的CIRS最低点光谱中观察到它，但我们在这里重点研究了2013年5月获得的最低点数据，这些数据具有更有利的观测几何。我们推导了从南极到65°S的5°S纬度箱中的C $_6$ H $_6$冰质量混合比，并推断C $_6$ H $_6$云顶高度随着离极点距离的增加而位于更深的位置。我们还分析了2015年3月获得的临边数据，这是2013年5月最低点观测后的第一个临边数据集，以推断其质量混合比在0.1 - 1毫巴区域（250 - 170公里）的垂直分布。我们推导出一个上限为$\sim$ 1.5 $μ$ m的等效半径纯C $_6$ H $_6$冰粒从所观察到的发射带的形状。在687和702厘米$^{-1}$附近，可能还有695厘米$^{-1}$附近观测到了其他几个未识别的特征，这也可能是由于冰的光谱特征，因为它们是在与C $_6$ H $_6$冰相似的压力水平下在平流层深处观测到的。我们不能用文献中的纯腈冰（HCN，HC $_3$…
2018-05-03 astro-ph.EP
The Impact of Solar Radiation on the Martian Upper Atmosphere
本研究利用MAVEN和MOM的近同步数据，分析2018年6月火星150-300公里高度大气组分密度变化，结合光化学平衡揭示太阳辐射与太阳风对火星高层大气的调控机制。
2024-09-13 astro-ph.EP physics.space-ph
A 3D model simulation of hydrogen chloride photochemistry on Mars: Comparison with satellite data
本研究将非均相氯化学纳入火星3D光化学模型，成功重现了MY 34和35期间卫星观测的HCl时空变化，证实非均相化学对描述HCl损失至关重要。
2025-06-23 astro-ph.EP physics.chem-ph
MarsCast: Transfer Learning of AI Weather Foundation Models to Planetary Atmospheres
NASA Goddard Space Flight Center（美国国家航空航天局戈达德太空飞行中心）；ADNet Systems, Inc.（ADNet系统公司）
该研究将地球天气基础模型GraphCast适配为火星版本MarsCast，经微调后可模拟火星大气动力学，为行星天气预报及相关任务提供支持。
2026-08-06 astro-ph.EP cs.AI cs.CV
The edge-on disk Tau042021: icy grains at high altitudes and a wind containing astronomical PAHs
本研究通过辐射传输模型重现JWST对侧视盘Tau042021的光谱，发现高海拔处存在冰冷颗粒，并探测到含天文PAH谱带载体的X形风，揭示了盘中尘埃与冰的分布特性。
2025-03-31 astro-ph.EP astro-ph.SR
