Lifting Grains by the Transient Low Pressure in a Martian Dust Devil
将尘埃和沙子带入稀薄的火星大气层是一个具有挑战性的问题。已提出沙尘暴内的大气压力偏移以支持抬升。我们在实验室实验中验证了这一想法。沿着50至400 $\rm μm$的颗粒层施加高达几Pa的压力差。作为样品，我们使用直径为$\sim$ 50 $\rm μm$的玻璃珠和尺寸为$\sim$ 20 $\rm μm$的不规则玄武岩颗粒。空气的总环境压力设定为600 Pa。粒子在低至2.0 $\rm \pm$ 0.8 Pa的压力差下喷射。在玻璃珠的情况下，返回颗粒床的喷射颗粒可以触发新的颗粒喷射，因为它们降低了凝聚力并释放了其他颗粒的张力。因此，在更低的压力差下，很少的撞击颗粒可能足以维持尘暴中的灰尘提升。颗粒提升需要在具有较大孔隙空间的支撑地面上的非常薄的$\sim$ 100 $\rm μm$、低渗透性颗粒层。假设这一点，我们的实验支持这样的想法，即火星尘卷风的压力漂移从地面释放出谷物。
2020-02-14 astro-ph.EP
Dust particle size, shape, and optical depth during the 2018/MY34 Martian Global Dust Storm retrieved by MSL Curiosity rover navigation cameras
环绕火星的沙尘暴或全球沙尘暴（GDS）是由局部和区域性风暴共同影响而产生的，是一种不常见的非周期性现象：平均频率约为每3-4个MY，它们会导致大气尘埃负荷大幅上升，持续数周至数月，并对大气特性、能量收支和全球环流产生重大影响。在2018/MY 34全球沙尘暴期间，在L_S = 185 $^\circ$（2018年5月30日至31日）开始，火星科学实验室（MSL）漫游车进行了密集的大气科学活动，以监测盖尔陨石坑的环境参数。我们的贡献，以前的研究与独立的检索，以约束尘埃不透明度和重新定义的气溶胶粒子的属性，包括：大小，形状和单散射相函数。实施迭代辐射转移反演程序，以确定最适合2018/MY 34 GDS期间MSL导航相机（Navcams）观测到的前向和后向散射区域天空辐射角分布的气溶胶参数。
2020-08-05 astro-ph.EP
An Insolation Activated Dust Layer on Mars
火星被照亮的尘埃表面就像一个气泵。它是由土壤内低压下的热蠕变驱动的。在表层土壤中，这种气体流动必须由压力梯度来维持。这相当于尘埃颗粒上的升力。因此，顶层处于张力下，这降低了跃移的阈值风速。我们进行了实验室实验，以量化该活化层的厚度。我们使用平均粒度为67 $μ$ m的玄武岩。我们发现活性层的深度为100至200 $\rm μm$。按火星的规模，激活将减少约10%的跳跃阈值风速。
2015-07-21 astro-ph.EP
Probing Dust and Water in Martian Atmosphere with Far-Infrared Frequency Spacecraft Occultation
本研究提出利用1-10太赫兹远红外频段的航天器掩星观测，实现对火星大气尘埃的全球、同步温度和尘埃不透明度测量，并指出小卫星星座可监测沙尘暴发展。
2023-09-04 astro-ph.EP
Measurements of Martian Dust Devil Winds with HiRISE
我们报告风测量在平面图中观察到的火星尘暴从高分辨率成像科学实验（HiRISE）绕火星。HiRISE仪器的中央彩色条带有三个独立的电荷耦合器件（CCD）和彩色滤光片，可以快速观察表面。当通过仪器的这个区域观察时，活跃的特征，如尘暴，出现在运动中。我们的图像动画揭示了尘卷风内部清晰的循环运动，这与它们在火星表面的平移运动是分开的。对尘暴云的手动和自动跟踪都显示，在某些情况下，切向风接近20-30米/秒。这些风足以导致尘暴核心内的大气压力相对于环境降低约1%，通过降低颗粒升高的阈值风速促进灰尘提升。最后，径向速度分布构造从我们的自动测量测试的兰金涡模型的尘暴结构。我们的配置文件成功地揭示了固体旋转组件在内部，但未能最终照亮的轮廓在外部地区的旋涡。一个剖面图提供了速度随r^-1/2而不是r^-1减小的证据，表明存在表面摩擦效应。然而，其他配置文件不支持这一观察，或不包含足够的测量产生有意义的见解。
2013-01-25 astro-ph.EP
Characterisation of Martian dust aerosol phase function from sky radiance measurements by MSL engineering cameras
尘埃是火星大气变化的主要驱动力。确定火星尘埃气溶胶特性对于辐射建模和计算其天气强迫具有高度相关性。特别是，在中等和大散射角的光散射行为可以提供关于空气中尘埃颗粒形状的有价值的信息。利用火星科学实验室的工程相机（Navcam和Hazcam）观测到的天空亮度角分布，计算了大气尘埃单次散射相函数，并对粒子的形状进行了约束。一个迭代的辐射转移为基础的检索方法，以确定气溶胶建模参数，最好地再现所观察到的天空辐射作为在太阳almucantar平面的散射角的函数。在这项研究中考虑检索尘埃辐射特性的气溶胶模型是一个分析三项双Henyey-Greenstein相函数，T-矩阵计算的圆柱形颗粒具有不同的直径与长度的纵横比和实验室测量的几个火星尘埃模拟样品的相函数。本研究结果返回的平均DHG相位函数参数值与Wolff等人（2009）一致。虽然在低透明度远日点的季节（较低的前向散射值，存在一个峰值在后面的区域）相比，其余的一年中观察到的差异，没有明确的证据表明季节性行为或年际变化。得到的平均D/L的纵横比T矩阵计算的圆柱形颗粒为0.70{ \pm }0.20和1.90{ \pm }0.20，和最适合的火星尘埃模拟对应的玄武岩样品。
2019-05-03 astro-ph.EP
Configuration of the Martian dust rings: Shapes, densities and size-distributions from direct integrations of particle trajectories
自20世纪70年代初以来，人们一直预计，火星卫星火卫一和火卫二受到超高速行星际抛射物的撞击而喷出的颗粒会形成纤细的尘埃环。在本文中，我们进行直接的数值积分的大量尘埃粒子起源于火卫一和火卫二。在数值模拟中，作用于尘埃的最相关的力包括：火星重力与球谐函数高达5度和5阶，来自太阳，火卫一和火卫二的重力扰动，太阳辐射压力，以及坡印廷-罗伯逊阻力。为了获得环的配置，从亚微米到100微米范围内的各种粒度的模拟结果平均超过指定的初始质量分布的喷出物。我们发现，火卫一环颗粒小于约2微米占主导地位，而火卫二环主要是由尘埃在约5-20微米的大小范围。环的不对称性，数密度和几何光学深度从模拟量化。结果进行了比较，从哈勃观测推断的光学深度的上限。我们比较了以前的工作，并讨论了模型的不确定性。
2022-01-08 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
On the Relationship between Dust Devil Radii and Heights
尘暴对火星大气层的影响取决于它们扬起尘埃的能力，而这又取决于它们在火星表面的风廓线和足迹，即，在他们的半径，$R$。先前的研究表明，风廓线取决于魔鬼的热力学效率，而热力学效率与魔鬼的高度$h$成比例。然而，确定沙尘暴半径的精确机制仍然不清楚。结合以前的工作与简单的假设角动量守恒的沙尘暴预测，$R \propto h^{1/2}$，和一个模型适合观察到的半径和高度从调查的火星沙尘暴使用火星快车高分辨率立体相机同意合理地与这一预测。其他观测测试，包括额外的，统计上强大的沙尘暴调查和实地测量可能会进一步阐明这些关系。
2019-10-30 astro-ph.EP
Martian concretion sizes predicted from two independently constrained inputs: atmospheric dust grain size and obliquity-forced wetting duration
研究通过大气尘粒大小和倾角驱动湿润持续时间两个独立约束输入，揭示火星混凝土尺寸一致性源于全球统一的细尘颗粒限制生长，形成机制与液态水接触尘土有关，且每个混凝土记录单一湿润事件。
2026-03-13 astro-ph.EP
Martian atmospheric disturbances from orbital images and surface pressure at Jezero Crater, Mars, during Martian Year 36
本研究融合Perseverance地面气压与轨道图像，刻画MY36–37年Jezero的热潮汐、长周期振荡、云带和沙尘暴响应，并识别出相关斜压扰动与极区气旋涡旋。
2025-01-09 astro-ph.EP
Effects of Solar Activity, Solar Insolation and the Lower Atmospheric Dust on the Martian Thermosphere
由中性气体和离子质谱仪在火星大气和挥发性演化（MAVEN）和来自这些密度的温度测量的Ar密度的诊断表明，太阳活动，太阳日射，和低层大气尘埃是火星热层的主要强迫。基于多元线性回归分析，提出了一种方法来定量分析主导强迫对密度和温度的贡献。目前的研究结果表明，100 sfu（太阳通量单位）的变化，在太阳活动的结果约。136 K对应的热层温度的变化。太阳日射量限制了季节、纬度和日变化的相互依赖性。太阳辐射的日变化占主导地位，其次是纬度和季节变化。全球性和区域性的沙尘暴都导致火星热层的密度和温度显著增加。利用过去的太阳通量和尘埃光学深度的数据，火星热层的状态外推到火星年（MY）24。虽然MY 25，MY 28和MY 34的全球沙尘暴使热层温度升高了约100 ℃。22-38 K，MY 34的区域沙尘暴导致大约。15 K暖身与没有尘埃的情况相比，仅尘埃驱动的热层温度就可以使氢逃逸通量增加1.67-2.14倍。沙尘暴的影响是相对显着的全球沙尘暴发生在太阳极小期相比，那些发生在太阳极大期。
2022-10-03 astro-ph.EP astro-ph.SR
Modelling cometary meteoroid stream traverses of the Martian Moons eXploration (MMX) spacecraft en route to Phobos
火星卫星探测（MMX）航天器是日本宇宙航空研究开发机构的一项火星及其卫星火卫一和火卫二任务。MMX将携带环火星尘埃监测器，这是一种新开发的轻型（$\mathrm{650\,g}$）大面积（$\mathrm{1\,m^2}$）尘埃撞击探测器。彗星流星体流（也称为尾迹）沿着彗星的轨道存在，形成行星际尘埃云的精细结构。这些彗星流主要由最大的彗星粒子（尺寸约为$\mathrm{100\,μm}$至1厘米）组成，它们以低速喷射，并在绕太阳几圈的过程中保持非常接近彗星轨道。行星际流星体探测环境空间尘埃流模型（IMEX）是新近发表的一个适用于内太阳系彗星流星体流的通用模型。利用IMEX研究了2024 - 2028年MMX任务期间CMDM对彗星尘埃流粒子的探测条件。该模型预测了在90天左右的时间内，12个通量为$\mathrm{100\,μm}$和至少为$\mathrm{10^{-3}\,m^{-2}\,day^{-1}}$的较大粒子的彗星流星体流的穿越。预测了114 P/Wiseman-Skiff彗星在2026年10月的最高通量$\mathrm{0.15\,m^{-2}\,day^{-1}}$。由于探测面积大，灵敏度高，CMDM将能够探测到前往火卫一途中的彗星流星体流。我们对MMX火星轨道阶段的模拟结果还预测了火星大气中流星雨的发生，这可能是从火星表面用着陆器或漫游车上的相机观测到的。最后，IM…
2021-03-30 astro-ph.EP
Properties of a Martian local dust storm in Atlantis Chaos from OMEGA/MEX data
在这项研究中，我们提出了一个本地风暴的尘埃性质的分析，在火星亚特兰蒂斯混沌地区的OMEGA成像光谱仪在2005年3月2日。利用辐射转移模式MITRA研究了沙尘在0.5 ~ 2.5 μm波段的特性，并推断了局地风暴动力学与地形的关系。反演了有效颗粒半径（reff）、9.3 μm光学厚度（τ9.3）和尘埃层顶高度（ta）的分布图。结果表明，大粒子（reff = 1.6 μm）集中在风暴中心（lat=33.5° S; lon=183.5 W°），光学厚度最大（τ9.3 > 7.0），最高高度超过18 km。在风暴之外，我们得到τ9.3 < 0.2，与全球气候模式（GCM）的估计一致。我们推测亚特兰蒂斯混沌西部边界的低热惯性区是沙尘暴的可能来源。此外，我们发现的证据表明，地形发挥了作用，在限制当地的风暴在亚特兰蒂斯混沌。大气环流模式中的垂直风分量没有提供任何触发扬尘的提示。另一方面，水平和垂直风廓线的组合表明，尘埃一旦升起，就被推向东方，然后向下，并被限制在亚特兰蒂斯混沌的东北山脊内。（续文章）
2017-09-04 astro-ph.EP
Bacterial survival in Martian conditions
我们简要讨论了关于地球和火星上生命起源的两个假说的可观察结果：石胚说（火星到地球或反之亦然）和来自一个独特祖先的起源，地球称为LUCA（LUCA假说）。为了测试一些类似于地球上的生命形式在火星上生存的可能性，我们设计并建造了两个火星环境模拟器，在那里用不同的细菌菌株进行实验：LISA和mini-LISA。我们的LISA环境室可以重现许多火星位置附近的温度，压力，紫外线通量和大气成分的变化。这两个模拟器都开放与其他有兴趣在类似于红色星球的情况下对多种样品（生物，矿物，电子）进行实验的实验室合作。在LISA中，我们研究了几种细菌菌株和内生孢子的存活。我们证实了紫外线是细胞死亡的主要原因。在这个意义上，无论是低温、压力、干燥还是大气变化都没有效果。我们发现一些芽孢杆菌菌株具有在火星条件下存活数小时而不被灰尘或其他屏蔽物屏蔽的特殊能力。我们还模拟了由风输送的尘埃在行星上发生的覆盖，在样品上吹了非常少量的火山灰颗粒或红色氧化铁颗粒。被这些尘埃颗粒覆盖的样本显示出很高的存活率，这表明在表面尘埃下，如果过去火星上存在生命，那么一些细菌菌落或细胞仍然存在。
2010-06-01 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
Characterisation of dust events on Earth and Mars: the ExoMars/DREAMS experiment and the field campaigns in the Sahara desert
大气尘埃对陆地气候起着重要作用，调节到达地表的太阳辐射量，影响云的发展和寿命，并为陆地和海洋生物群落的生长提供基本的营养。在火星上，由于广泛存在的来源以及缺乏能够减轻其贡献的植被和海洋，灰尘的全球影响甚至更强。分别搭载于ExoMars 2016和2020任务的DREAMS站和Dust Complex是专门为研究火星空气尘埃而开发的。在我的博士学位期间，我加入了领导梦想实验和尘埃复合体的MicroMed传感器的团队。作为开发仪器和获取火星类似数据的一部分，我们的团队在撒哈拉沙漠开展了各种活动，以研究火星上的环境和预期的抬升现象。我们监测扬沙事件，在文献中首次获得，同步测量气象数据，大气电场，跃移活动和悬浮粉尘浓度。目前，这是最完整的数据集，可用于研究粉尘提升过程。我们致力于开发适当的探测算法，以个性化调查中获得的尘埃事件，也适用于未来的火星任务。研究了观测到的沙尘暴和沙尘暴的活动特征，着重分析了它们的电学性质。特别是，我们获得了第一个实验指标的感应电场是如何与悬浮颗粒的数量和气象特征的事件。我们将地面结果与目前可用的火星数据进行了比较，以便为下一次ExoMars测量的分析做准备。
2018-12-25 astro-ph.EP
Martian Dust Storms and Gravity Waves: Disentangling Water Transport to the Upper Atmosphere
模拟与马普研究所火星大气环流模型的火星年28日和34揭示了水“泵”机制的细节和重力波（GW）强迫的作用。水主要通过赤道环流的向上分支平流到高层大气：在春分点的低纬度地区和至点的南极上空。分子扩散对中层大气和中层顶的水分输送影响不大。全球变暖调节全球沙尘暴期间的环流和温度，从而改变输送的时间和强度。在春分点，它们促进了中层大气中极地变暖区域的水积累，随后是赤道上空更强的上升流。随着二分点风暴的衰减，全球变暖倾向于加速热层中水的减少。全球变暖推迟了冬至风暴期间的输送开始，并使高层大气中的全球平均水量改变了10- 25%。
2022-01-13 astro-ph.EP physics.ao-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
Analytical calculation of the minimum wind speed required to sustain wind-blown sand on Earth and Mars
沙粒在风的驱动下跳跃运动，即所谓的跳跃，形成沙丘和涟漪，并将细小的尘埃颗粒带入地球和火星的大气层。虽然已经对跳跃开始时的风速（流体阈值）进行了广泛的研究，但对火星条件下跳跃停止时的风速（撞击阈值）却没有进行很好的量化。我们提出了一个分析模型的影响阈值，我们表明是在协议的测量和最近的地球条件下的数值模拟。对于火星的条件下，我们发现，影响阈值大约是一个数量级低于流体阈值，与以前的研究一致。因此，火星上的跳跃可以在比启动它所需的风速低一个数量级的情况下维持，从而导致滞后现象的发生。这些结果证实了早期的模拟与详细的数值跃移模型，并有重要意义的沙丘，涟漪和沙尘暴在火星上的形成。
2010-01-27 astro-ph.EP cond-mat.other physics.ao-ph
Detection of spark discharges in an agitated Mars dust simulant isolated from foreign surfaces
从海盗号登陆器时代开始的许多实验室实验都报告说，火星模拟尘埃颗粒之间的摩擦相互作用可以催化静电过程（即摩擦起电）。这些发现被引用来表明火星尘卷风和尘暴可能会维持闪电风暴、辉光放电和其他复杂的静电现象。然而，在许多情况下（如果不是大多数情况下），这些实验允许火星尘埃模拟颗粒接触外来表面（例如，环境室的墙壁或其他化学性质不同的颗粒）。一些作者指出，这种相互作用可能会产生充电，这并不代表火星表面附近发生的过程。在这项工作中，我们的实验特性的摩擦带电的火星尘埃模拟产生的孤立粒子粒子碰撞和粒子壁碰撞下模拟火星环境。首次，我们报告的直接检测火花放电在火星表面条件下的流动组成的天然玄武岩和人造表面隔离。流化颗粒获得的电荷密度约为10^-6 Cm^-2（超过了火星近地表环境的理论最大电荷密度）。此外，我们证明了模拟粒子与实验壁的相互作用可以调制火花放电的极性。我们的工作支持的想法，小规模的火花放电可能确实存在于火星颗粒流，并可能在定性上类似于陆地火山喷口的小规模放电。
2020-11-21 astro-ph.EP astro-ph.IM physics.geo-ph
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
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
The roles of latent heating and dust in the structure and variability of the northern Martian polar vortex
火星冬季极涡的位涡结构是环形的，这是观测、再分析和一些数值模拟中发现的现象。最近的一些模拟研究提出，大气二氧化碳在冬季极地的冷凝是通过释放潜热维持环的一个因素。沙尘和地形强迫也是极涡内部和年际变化的原因。然而，这些因素之间的耦合仍然是不确定的，和以前的研究，其对涡旋结构和变化的影响在很大程度上限于一个单一的火星全球气候模式（MGCM）。在这里，通过进一步开发一种新的MGCM，我们分解的相对作用的潜热和灰尘的驱动程序的变化和结构的火星北部极地涡旋。我们还考虑了火星地形如何修改驾驶反应。还通过分析再分析数据集，我们表明，有显着的依赖性极涡结构和变异的观测同化。在模式和再分析中，高大气尘埃负荷（如全球沙尘暴期间所见）可以破坏涡旋，导致中低高度（> 0.1 hPa）PV的破坏，并显着降低空间和时间的涡旋变率。通过我们的模拟，我们发现，尘埃和地形的组合主要驱动整个火星年的涡旋活动，虽然潜热释放可以产生一个环形涡旋，它有一个相对较小的影响涡旋的变化。
2021-09-29 astro-ph.EP physics.ao-ph physics.geo-ph
The onset and growth of the 2018 Martian Global Dust Storm
我们分析了2018年火星全球沙尘暴（GDS 2018）的爆发和初始扩张，使用视觉范围内的地面图像。这是第一例确诊的GDS在北半球开始。2018年5月30日和31日，在阿西达利亚平原拍摄到了一个面积约为1.4x10e5 km^2，中心位于纬度+31.7° $\pm$ 1.8°，西经18° $\pm$ 5°W的尘埃区（Ls = 184.9°）。6月1日至8日的每日图像系列显示，风暴以每秒5米的速度沿阿西达利亚走廊向南扩展，并同时以每秒5至40米的水平速度向东和向西移动。到6月8日，沙尘到达纬度-55°，随后进入南极地区，而在北方，沙尘的前进在纬度+46°处停止。我们比较了这一GDS的爆发和扩张阶段与以前确认的风暴。
2019-06-03 astro-ph.EP astro-ph.SR physics.ao-ph
Diurnal temperature variations and migrating thermal tides in the Martian lower atmosphere observed by the Emirates Mars InfraRed Spectrometer
Southern University of Science and Technology（南方科技大学）；LMD/IPSL, Sorbonne Université, PSL Research Université, École Normale Supérieure, École Polytechnique, CNRS（巴黎文理研究大学）；NASA Goddard Space Flight Center（美国国家航空航天局戈达德太空飞行中心）；NASA Ames Research Center（美国国家航空航天局艾姆斯研究中心）；Mohammed Bin Rashid Space Centre（穆罕默德·本·拉希德航天中心）；University of Maryland Baltimore County（马里兰大学巴尔的摩县分校）；University of Aberdeen（阿伯丁大学）；United Arab Emirates University（阿联酋大学）；Northern Arizona University（北亚利桑那大学）；Arizona State University（亚利桑那州立大学）；University of Colorado Boulder（科罗拉多大学博尔德分校）
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
Estimating the Heights of Martian Vortices from Mars 2020 MEDA Data
小的对流漩涡在火星上无处不在，经常是沙尘暴，它们在气象数据中产生可检测的信号--压力、温度、风速和方向。对流涡旋除了是火星尘埃收支的重要贡献者外，还可以作为边界层的探测器，提供对流不稳定性、边界层日变化和地表-大气相互作用的线索。使用涡流作为边界层探测器需要详细了解它们的性质和发生率之间的联系以及产生它们的条件。幸运的是，来自火星2020毅力号火星车上的火星环境动力学分析仪（MEDA）仪器套件的数据越来越多，有望阐明这些关系。在这项研究中，我们提出了一个目录的涡旋探测任务溶胶90日至179日，以支持我们以前的目录溶胶15日至89的基础上。与预测一致，我们发现在任务的后半部分比前半部分遇到更多的漩涡。除了分析来自这些涡旋遭遇的压力信号之外，我们还使用高斯过程分析来恢复同期的温度信号。通过将这些信号与一个长期建立的热力学模型相结合，我们估计了涡旋的高度，并发现了与以前的工作和火星边界层日增长和衰减的证据相一致的结论。我们还讨论了利用火星涡旋遭遇进行额外的边界层研究的前景。
2022-08-17 astro-ph.EP
Dust storm-enhanced gravity wave activity in the Martian thermosphere observed by MAVEN and implication for atmospheric escape
低层大气的全球沙尘暴影响着整个火星大气的小尺度和大尺度天气和变化。对美国宇航局火星大气挥发物演变（MAVEN）航天器上中性气体和离子质谱仪（NGIMS）的CO $_2$密度数据的分析显示，在2018年主要沙尘暴期间，热层中GW引起的密度波动显着增加，具有不同的纬度和当地时间变化。在风暴期间，平均热层GW活动增加了两倍。相对密度扰动的幅度平均约为20%，局部为40%。一个半月后，GW活动逐渐减少。火星热层温度扰动的增强可以促进大气逃逸。我们首次估计，对于20%和40%的GW引起的扰动，氢的Jeans逃逸通量的净增加分别是1.3和2倍。
2021-01-19 astro-ph.EP physics.ao-ph physics.flu-dyn
Thermal creep assisted dust lifting on Mars: Wind tunnel experiments for the entrainment threshold velocity
在这项工作中，我们提出了实验室测量的阈值摩擦速度的减少，必要的灰尘，如果灰尘床被照亮。多孔土壤的日照产生温度梯度。在低环境压力下，该梯度导致土壤内的热蠕变气体流动。这种流动导致地下超压，支持风施加的升力。风洞使用莫哈韦火星模拟器和3、6和9毫巴的空气运行，以覆盖火星表面水平的大部分压力范围。我们的第一次测量意味着，火星表面的日照可以减少夹带阈值速度之间的4%和19%的条件下，与我们的实验采样。因此，日照活化土壤可能为低风速下的风成颗粒输送提供额外的支持。
2015-08-05 astro-ph.EP
Disentangling the dominant drivers of gravity wave variability in the Martian thermosphere
在这项研究中，我们提取的重力波（GW）的振幅从中性气体和离子质谱仪在火星大气和挥发物演化任务现场测量的中性密度。GW的空间和时间的变化表明，太阳活动（F10.7厘米太阳通量校正的日心距离为1.66 AU），太阳日射，和低层大气尘埃的GW的变化在热层的主导驱动程序。我们开发了一种方法，其中线性回归分析已被用来解开复杂的变化的GW。这三个主要驱动因素可以解释GW振幅的大部分变化。全球暖水源引起的变化以及风和中层和低热层全球环流的影响是无法解决的其他因素。本研究的结果表明，太阳活动每增加100 sfu，热层中的GW振幅减少约9%。太阳辐射驱动的日变化、季节变化和纬度变化分别约为9%、4%和6%。利用尘埃不透明度和太阳活动的历史资料，我们估计了MY 24-MY 35火星热层的GW振幅。GW振幅显着减少，在太阳活动周期23的最大值，并在太阳活动极小期最高。MY 25，28和34的全球沙尘暴导致GW振幅显著增强。
2022-08-16 astro-ph.EP
Martian Year 34 Column Dust Climatology from Mars Climate Sounder Observations: Reconstructed Maps and Model Simulations
我们已经重建了火星年（MY）34（2017年5月5日-2019年3月23日）的柱状尘埃光学深度（CDOD）的纬度地图，使用美国宇航局火星侦察轨道器航天器上的火星气候探测器（MCS）的观测结果。我们的方法工程网格标准和新提供的估计CDOD从MCS临边观测，使用“迭代加权分箱”的方法。在这项工作中，我们重建四个网格CDOD地图每溶胶，在不同的火星宇宙时间。连同季节性和日常变化，使用几个地图每溶胶允许探索也CDOD的MCS数据集，这是特别强的在MY 34春分全球沙尘事件（GDE）的日常变化。CDOD的规则地图，然后通过每天平均和空间插值的不规则网格的地图使用标准的“克里格”插值，并可以用作“沙尘情景”的数值模式模拟。为了了解CDOD的日变率是否有物理解释，我们用“动力气象学”火星全球气候模式进行了数值模拟。使用“自由灰尘”运行在$L_s \sim 210^\circ$与相应的克里格图，但随后免费的进一步CDOD强迫，我们表明，该模型是能够占一些观察到的每日变化CDOD。该模型还用于确认在GCM中使用MY 34日平均沙尘情景产生的结果与MY 25 GDE获得的结果一致。
2019-07-18 astro-ph.EP physics.ao-ph
OMEGA/Mars Express: A new martian atmospheric dust hunter
本文提出利用OMEGA近红外数据探测火星大气尘埃的新方法，通过2微米CO₂吸收带测量光学厚度，揭示尘埃季节循环变率及与RSL活动的相关性。
2025-02-25 astro-ph.EP astro-ph.IM
Some features of effective radius and variance of dust particles in the numerical simulation of dust climate on Mars
气载尘埃是火星大气的一个重要组成部分，因为它与大气环流有辐射相互作用，尘埃的大小是决定这种影响的一个关键因素。在粉尘过程的数值模拟中，粉尘粒径的描述通常依赖于特定粒径分布函数的选择，或者使用固定值的有效半径（ER）和有效方差（EV），尽管它们在现实中是可变的。在这项工作中，解析表达式已推导出指定ER和EV的N仓粉尘方案的基础上，模型计算的粉尘混合比。因此，基于这种方法的数值模拟考虑变量ER对大气辐射及其相互作用的影响。研究结果揭示了沙尘分布参数的一些有趣特征，如ER和EV的季节和空间变化，这些特征与以往的观测和模拟研究基本一致。与通常采用固定ER的方法相比，本方法的模拟结果表明，ER的变化对模拟的火星大气热场有显著的影响。
2020-08-25 astro-ph.EP
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
Unstructured Grid Dynamical Modeling of Planetary Atmospheres using planetMPAS: The Influence of the Rigid Lid, Computational Efficiency, and Examples of Martian and Jovian Application
我们提出了一个新的行星全球环流模式，planetMPAS，最先进的NCAR MPAS大气环流模式的基础上。利用WRF和MPAS的交叉兼容性，planetMPAS包含了大部分用于火星和泰坦等类地行星的planetWRF物理参数化方案。PlanetMPAS还包括一套物理学，代表木星大气的辐射转移，干对流，湿对流及其相关的微观物理学。我们证明，尽管刚性盖近似，planetMPAS是适合模拟火星和木星大气中的气候系统与潜在的应用程序，如土卫六缓慢旋转的行星。使用planetMPAS进行的模拟表明，新模型可以再现火星和木星上观测到的许多特征，例如火星上的季节性CO2循环、极地氩富集、纬向平均温度和定性尘埃不透明度，以及木星上的赤道超旋转和带状纬向风模式。
2022-10-31 astro-ph.EP
Angle of repose of Martian wet sand using discrete element method: Implication for the seasonal cycle of recurring slope lineae(RSL) by relative humidity
火星相对湿度的季节循环表明，在南部和北部的RSL站点，湿度随着RSL的增加而减少，而在衰落季节湿度较高。我们认为，RSL的重现性是由湿颗粒和干颗粒之间的不同的响应角。2DDEM模拟表明，当液桥体积与颗粒体积之比为10^{-7}量级时，由于粘聚力的作用，火星沙的休止角可以增加到~40 °，这一点靠近RSL起始区附近的斜坡。因此，如果这一数量的液体桥是由水蒸气的潮解或毛细冷凝产生的，并且如果水在湿度和温度循环之后蒸发，火星沙子可以在RSL斜坡上引发雪崩。当谷物再次湿润时，沙尘在RSL上沉积，这可能是RSL消失和下一季谷物补给的机制。在我们的模型中，由于液体间接诱导RSL（RSL本身是颗粒流），液体的量可以大大减少相比，湿机制。在这种情况下，与温度一样，相对湿度的季节循环在RSL的重现中起着重要作用。
2019-09-13 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
Mars 2020 Perseverance rover studies of the Martian atmosphere over Jezero from pressure measurements
本研究利用火星毅力号火星车的压力传感器数据，分析了耶泽罗撞击坑上空火星大气的压力变化、潮汐、波动及沙尘暴影响等多尺度特征。
2024-01-23 astro-ph.EP
A Two Martian Years Survey of Water Ice Clouds on Mars with ACS onboard TGO
自2018年3月以来，ExoMars痕量气体轨道器（TGO）ESA-Roscoplant任务机载大气化学套件（ACS）仪器的中红外（MIR）通道在2.3-4.2 $μ$ m光谱范围内对火星大气进行了太阳掩星测量，现在覆盖了两个火星年（MY）。我们使用先前为研究MY 34全球沙尘暴（GDS）而开发的方法（Stcherbinine等人，2020年），以监测ACS-MIR覆盖的前两个火星年的火星水冰云的特性（有效半径，消光，高度）。观察结果包括MY 34的$L_s$ = 163°至MY 36的$L_s$ = 181°。我们确定，典型的云的高度变化由20至40公里之间的夏季和冬季，夏季在中纬度地区的最大延伸可达80公里。同样，我们还注意到，在有限的时间范围内，极地和中纬度地区的云层高度也有20至40公里的变化。我们还将MY 34 GDS期间获得的观测结果与MY 35同期的观测结果进行了比较，使用后者作为参考来描述GDS对云属性的影响。此外，我们将我们的检索结果与火星行星气候模型（PCM）的预测进行了比较，该模型显示了云层高度的总体合理一致性，尽管该模型通常预测云层顶部的高度较低。
2023-01-12 astro-ph.EP
On the Relationship of Dichotomy of Mars and Occurrence of Dust Devils with Crustal Magnetic Fields
Physical Research Laboratory, Ahmedabad（印度艾哈迈达巴德物理研究实验室）
本文研究了火星二元性与尘暴出现的关系，通过绘制尘暴轨迹图发现尘暴主要出现在二元性区域及其附近，且这些区域位于火星地壳磁场区。
2026-04-24 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
Mars Express measurements of surface albedo changes over 2004 - 2010
无处不在的火星尘埃不断地在火星表面和大气层之间传输。当在地表时，灰尘增加了较暗的底层岩石和风化层的覆盖度，这改变了气候能量平衡，必须量化。然而，由于尘埃本身在大气中被抬升，对地面电离辐射绝对值和电离辐射变化的远距离观测变得复杂。在这里，我们提出了一种方法来计算和映射的热辐射太阳半球的火星表面使用2004 - 2010年欧米茄成像光谱仪数据集。这种方法考虑到气溶胶辐射转移，表面光度学，和仪器的问题，如可见光和近红外探测器之间的注册差异。对于明亮表面，所产生的反射率平均比之前的估计高17%，而对于黑暗表面，则类似。我们观察到，由于孤立的事件，表面反射率的变化主要发生在风暴季节。主要的变化是在2007年全球沙尘暴期间和次年观察到的。探测到各种各样的变化时间，例如火星年沉积的灰尘，然后清理，只有在连续的全球沙尘暴期间才改变的区域，以及几十年来的常年变化。与以往的全球沙尘暴的相似之处和不同之处。虽然大多数变化都涉及一层光学上薄的明亮尘埃，但这种涂层足以掩盖潜在的矿物学近红外光谱特征。总的来说，变化是由明显不稳定的事件造成的;然而，在很长的时间尺度上，某些（但不是所有）地区出现了周期性演变。
2015-03-10 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
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
Impact of the coagulation of dust particles on Mars during the 2018 global dust storm
当两个颗粒碰撞并粘在一起时，发生颗粒凝结。在火星大气中，尘埃凝结会增加有效颗粒的大小，因为小颗粒会附着到较大的颗粒上。Murphy等人（1990年）表明，火星大气中尘埃的布朗凝聚并不显著，因为尘埃粒子混合比很低，而Montmessin等人（2002年）和Fedorova等人（2014年）表明，它主要涉及半径小于0.1微米的粒子。然而，在全球沙尘暴期间，即在存在大量小颗粒的情况下，从未在3D中探索过凝结的影响。在这里，我们通过使用美国宇航局艾姆斯火星全球气候模型（MGCM）来重新审视这个问题，以调查2018年全球风暴期间由于凝结而导致的尘埃颗粒大小的时空变化以及这些过程对火星气候的总体影响。我们的凝结参数化包括布朗运动，布朗扩散增强，和重力收集的效果。我们发现，布朗运动和布朗扩散增强占主导地位的引力收集。在风暴期间，凝结的影响是显著的，与非风暴条件相比，凝结率增加了10倍。由于凝结，有效粒子半径可以增加2倍，导致30 km以上的大气温度降低20 K。总的来说，我们的参数化提高了风暴相对于观测的衰减阶段的代表性。如果涉及大量亚微米级颗粒，则该过程在风暴期间之外仍然很重要。在大气环流模式中，有可能在大气中不积累过多尘埃的情况下，从表面升起大量的亚微米级颗粒，从而改善与某些观测结果的一致性，而不偏离观测到的气柱不透明度。
2022-09-01 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
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
Ejected Particles after Impact Splash on Mars: Aggregates and Aerodynamics
本研究通过实验测量火星撞击飞溅喷出颗粒的沉降速度与形状，发现其为多孔聚集体，沉降速度低于球形颗粒，并指出直径达10 μm的聚集体可进入火星大气。
2023-10-13 astro-ph.EP
Dynamical phenomena in the Martian atmosphere through Mars Express imaging
本综述基于 Mars Express 可见光图像，系统梳理由云和沙尘揭示的多尺度火星大气动力学特征及其分布与周期。
2024-01-23 astro-ph.EP astro-ph.IM
New approaches to the exploration: planet Mars and bacterial life
火星过去的环境条件类似于早期的地球，但现在它们类似于一个非常寒冷的沙漠，被强烈的太阳紫外线照射。然而，一些陆地生物表现出了适应非常恶劣环境的能力，类似于红色星球的极端条件。此外，最近在火星永久冻土中发现了水，在火星大气中发现了甲烷，这使人们对火星地下生物圈的潜在活跃性感到乐观。这些发现增加了在像火星这样的行星上发现生命痕迹的可能性。然而，在登陆火星进行专门的生物实验之前，有必要了解在目前的火星条件下发现生命的可能性。找到一种能够在火星环境条件下生存的生命形式可能具有双重意义：增加发现地外生命的希望，并确定火星陆地污染的限度。在本文中，我们提出了火星环境模拟器LISA和迷你LISA，在意大利帕多瓦天文台运行。它们被设计成模拟火星表面的条件（大气压力，0.6 -0.9千帕;温度从-120至20 °C，类似火星的大气成分和紫外线辐射）。特别是，我们描述了迷你LISA模拟器，允许进行实验，没有时间限制，每周加油的液氮储存器。各种各样的实验可以在模拟器中进行，从无机化学到生物活性。它们作为实验设施提供给有兴趣研究火星表面或尘埃覆盖下发生的过程的团体。
2011-02-22 astro-ph.EP
The physics of wind-blown sand and dust
风对沙尘的输送是一种强大的侵蚀力，形成沙丘和涟漪，并使大气层充满悬浮的沙尘气溶胶。本文对地球和火星上的风沙和尘埃的物理学进行了广泛的回顾。具体而言，我们回顾了风成跃移的物理学，沙丘和波纹的形成和发展，沙尘气溶胶排放的物理学，触发沙尘暴的天气现象，以及沙尘暴和其他小尺度涡旋的尘埃提升。我们还讨论了金星和土卫六上风吹沙和沙丘形成的物理学。
2012-09-20 astro-ph.EP cond-mat.soft physics.ao-ph
Observations of ubiquitous nighttime temperature inversions in Mars' tropics after large-scale dust storms
我们报告无处不在的夜间温度反转发生在热带火星大气中的沙尘季节，观察火星气候探测器。逆温与大规模区域性沙尘暴的发生有关，其强度在很大程度上与沙尘暴的强度相关。逆温在凌晨2点到4点之间加强，逆温的底部变得更冷，逆温的顶部变得更暖。在Tharsis和Terra Sabaea附近的逆温最强，这是海拔较高的地区，这表明它们是由于地形激发的潮汐和云辐射冷却的结合而形成的。然而，在平坦的平原上也观察到逆温，这可能与尘埃丰度增加导致的更强潮汐有关。这些结果突出了尘埃分布，水冰云和热潮汐之间的重要相互作用。
2021-01-21 astro-ph.EP
Eight-year Climatology of Dust Optical Depth on Mars
我们已经产生了一个多年气候的空气尘埃从火星24年至31年使用多个数据集检索或估计列光学深度。这些数据集是基于1999年4月至2013年7月由不同轨道仪器对火星大气的观测：火星全球勘测者号上的热发射光谱仪（TES），火星奥德赛号上的热发射成像系统（THEMIS）和火星侦察轨道器（MRO）上的火星气候探测器（MCS）。我们所采用的程序包括网格化的可用检索的柱尘光学厚度（CDOD）从TES和THEMIS的最低点观测，以及估计这个数量从MCS临边观测。我们的网格化方法计算平均值和不确定性的规则间隔，但可能不完整，时空网格，使用一个迭代程序加权的空间，时间和检索的不确定性。为了评估由此产生的网格化地图的优点和缺点，我们验证他们与独立的观察CDOD。我们对不规则网格地图进行了统计分析，以提供八年来火星尘埃气候学的概述，特别是其季节间和年际变化。最后，我们已经产生了多年，定期每日地图的CDOD空间插值不规则网格地图使用克里格方法。这些天气图被用作火星气候数据库第5版中的尘埃情景，除了构成仪器相互比较的基础外，还可用于许多建模应用。八个可用火星年的衍生尘埃图是公开的，并以开放获取的方式分发。
2014-09-17 astro-ph.EP physics.ao-ph
A Probabilistic Trajectory and Dispersion Study of Martian Tumbleweed Rover Swarms in Global Dust Storm Conditions
University of Oxford（牛津大学）；University of Toronto（多伦多大学）
本研究针对火星全球沙尘暴中漫游车群的扩散与通信问题，提出基于MCD风场和随机模型的概率轨迹方法，证明20车群体在合理阵风条件下可保持连通。
2026-10-01 astro-ph.EP astro-ph.IM nlin.AO
