Expanding Mars Climate Modeling: Interpretable Machine Learning for Modeling MSL Relative Humidity
New York University Abu Dhabi（纽约大学阿布扎比分校）
本研究利用可解释的深度神经网络，基于火星行星气候模型模拟的气象变量，准确预测盖尔陨石坑相对湿度（平均误差3%，R²=0.92），并填补观测时空间隙。
2023-09-04 astro-ph.EP astro-ph.IM cs.LG
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
Diurnal and Seasonal Mapping of Martian Ices With EMIRS
本文利用EMM探测器上的EMIRS数据，监测了近一个火星年内火星表面冰的昼夜与季节性演化，揭示了赤道CO2霜在夜间后半段出现并于日出时升华的过程。
2023-06-27 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
Seasonal melting and the formation of sedimentary rocks on Mars, with predictions for the Gale Crater mound
提出了火星上沉积岩形成和分布的模式。速率限制步骤是由雪或冰的季节性融化提供液态水。该模型是在O（10^2）mbar的纯CO2大气、尘雪和太阳光度降低23%的情况下运行的。在这些条件下，雪只在赤道附近融化，并且只有当赤道度>40度，离心率>0.12，近日点出现在春分点附近时才会融化。火星过去自旋轨道参数的概率分布的0.01-20%满足熔化的这些要求。总的熔融产物足以解释沉积岩的水蚀变。季节性融雪的模式是集成在所有的自旋轨道参数和观察到的分布相比，沉积岩。全球范围内的融雪分布在水手谷、子午线平原和盖尔火山口有最大值。这些对应于沉积岩分布的最大值。更高的压力和特别是更高的温度导致在更宽的自旋轨道参数范围内熔化。火星上的沉积岩模式与火星的古气候最为一致，火星的古气候很少产生足够的融水来沉淀含水胶结物和硬化沉积物。结果表明，融雪的不稳定性和长期的全球干燥间隔，对火星上过去的生命不利。这个模型为盖尔陨石坑的火星科学实验室漫游者做出了可测试的预测。盖尔陨石坑预计是火星上融雪的半球最大值。
2012-05-28 astro-ph.EP physics.geo-ph
Yearly and seasonal variations of low albedo surfaces on Mars in the OMEGA/MEx dataset: Constraints on aerosols properties and dust deposits
使用OMEGA近红外数据集研究了暗火星表面特征光谱特性的时间变化。分析期间涵盖两个火星年，从2004年初到2008年初（包括2007年的全球尘埃事件）。辐射转移模型表明，低到中纬度黑暗地区的明显的辐射变化与火星探测漫游者从地面同时测量的大气尘埃的光学深度变化所产生的变化是一致的。我们只观察到一些可归因于表面现象的显著的微扰变化。它们是小规模的，位于明亮和黑暗区域之间的边界。然后，我们研究了气溶胶的平均粒径的变化，利用观测到的暗区光谱的演变之间的1和2.5 μm。总的来说，我们发现，所观察到的光谱斜率的变化与气溶胶的平均粒径随时间变化在1和2 μm之间是一致的。利用不同太阳天顶角的观测，可以确定不同高度的气溶胶层的特征，揭示气溶胶的颗粒大小随着高度的增加而减小。
2011-03-17 astro-ph.EP
Seasonal thaws under mid-to-low pressure atmospheres on Early Mars
针对早期火星黯淡年轻太阳悖论，本研究利用ESTM模型和EOS辐射传输代码，发现1.3-2.0巴CO₂主导的大气在合适轨道参数下可产生季节性融化，中等含量CH₄可拓宽其参数空间。
2023-10-10 astro-ph.EP
Constraining the potential liquid water environment at Gale crater, Mars
火星科学实验室（MSL）的火星车环境监测站（REMS）现在已经在火星盖尔陨石坑进行了连续几个火星年的现场气象测量。在寻找液体形成的过程中，重要的是REMS对地面温度的测量以及对温度和相对湿度的空气测量，这是相对于冰而言的。这些数据可以限制盐水的表面和地下稳定性。在这里，我们使用更新的校准REMS数据和一致的相对湿度比较（即，w.r.t.液体vs w.r.t.冰），以调查整个MSL的遍历表面和地下液体的潜在形成。我们专门研究高氯酸钙潮解的可能性。我们的数据分析表明，在最初的1648溶胶中，表面盐水的形成并不有利，因为只有两次（溶胶1232和1311）的湿度-温度条件在误差范围内与液相一致。另一方面，地下环境的建模将支持浅层地下的盐水生产。事实上，我们发现，浅层地下低的热惯性地形（$Γ\lesssim 300$ J米$^{-2}$ K $^{-1}$ s $^{-1/2}$）可能偶尔有利于通过潮解形成盐水。具有$Γ\lesssim175$ J m $^{-2}$ K $^{-1}$ s $^{-1/2}$和具有$\gtrsim0.25$的双极型的地形最容易形成地下卤水。如果盐水形成，它们将发生在Ls 100 $^{\circ}$左右。它们的预测属性不符合特殊或不确定区域的要求，因此它们不会是我们所知道的潜在的生命宜居环境。
2018-11-02 astro-ph.EP
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
Seasonal Variability of the Daytime and Nighttime Atmospheric Turbulence Experienced by InSight on Mars
洞察号任务具有连续高频高灵敏度压力测量的特点，是研究火星活跃大气湍流的理想位置。在1.25火星年期间获得的数据使我们能够研究湍流的季节演变及其日周期。我们调查的旋涡（突然的压力下降），局部湍流（频率范围0.01-2赫兹）和非局部湍流往往造成的对流细胞和羽流（频率范围0.002-0.01赫兹）。与非本地湍流相反，本地湍流在所有本地时间和季节对环境风都非常敏感。随着北方秋季的到来，我们报告了许多值得注意的事件：白天漩涡的壮观爆发，夜间漩涡的出现，以及夜间局部湍流的发展，与白天一样强烈。在这个多尘季节，夜间湍流似乎是一个较强的低空急流，产生剪切驱动的湍流和较弱的稳定性相结合的结果。
2021-10-29 astro-ph.EP physics.ao-ph
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
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
Seasonal Performance Evaluation of a Hybrid PV-Wind-Battery Power System for a Mars Base
本研究评估了火星基地混合光伏-风能-电池电力系统在季节变化和沙尘暴下的性能，发现单套系统可支持六人基地覆盖火星表面32.1%，三套扩展至51.7%，并在全球沙尘暴期间维持24个FLSW站点运行。
2024-12-25 astro-ph.EP astro-ph.IM cs.SY
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
Detection and Quantification of Volatiles at Mars using a multispectral LIDAR
我们提出了一个概念，使用偏振敏感的多光谱激光雷达映射的季节性分布和交换的挥发性物质之间的水库的火星表面和大气。激光雷达仪器将是一种多波长、高度分辨、主动近红外（NIR，1.6微米左右有10个波段）仪器，用于测量行星表面和大气层后向散射辐射的反射强度和偏振。拟议的仪器将非常适合于前往火星的飞行任务，以全面调查挥发物和气溶胶的性质和季节分布。调查将包括大气尘埃和浓缩挥发物的丰度、表面和云/气溶胶颗粒的大小和形状、冰和尘埃粒子的微观物理学以及在极地昼夜多次飞越期间大气化学的变化。这种仪器对于测绘和探测最近在火星极地地区探测到的CO2霜冻现象以及H2O和CO2降水事件是理想的。在这里，我们讨论了这种仪器的适用性，以检测和映射最近发现的升华/沉积“模式翻转”布朗等人。（2016）使用火星侦察轨道器上的CRISM被动红外传感器。
2016-12-21 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
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
Dynamical regimes of polar vortices on terrestrial planets with a seasonal cycle
极涡是环绕在中高纬度极地的常见行星气流，在大多数太阳系的行星大气中都可以观测到。地球、火星和土卫六上的极涡在动力学上与平均纬向环流有关，并表现出明显的季节循环。然而，极涡的特征在三颗行星之间有所不同。为了了解影响极涡动力学和行星参数依赖性的机制，我们使用了一个理想化的大气环流模型，其中我们改变了行星的旋转速度，旋转速率和轨道周期。我们发现，有不同的制度，极涡的季节性循环的参数空间。一些制度与观测到的极涡有相似之处，包括在隆冬期间以缓慢的旋转速度减弱极涡，类似于泰坦的极涡。然而，在参数空间中发现的其他区域在太阳系中没有对应的区域。此外，我们表明，对于一个显着的部分参数空间，涡的位涡纬向结构是环形的，类似于火星和土卫六上观测到的极涡结构。我们还发现了一个抑制风暴活动在隆冬，类似于抑制在火星和地球上观察到的，这发生在模拟的喷气速度大于~60毫秒$^{-1}$。极涡动力学机制的多样性与观测到的极涡有相似之处，这表明在系外行星中，极涡可能存在广泛的变化。
2022-02-25 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
Possibility of microscopic liquid water formation at landing sites on Mars and their observational potential
显微镜下的液体盐水，特别是高氯酸钙，可能会在夜间在火星上潮解而出现。利用气候模型计算和轨道湿度观测，比较了过去、现在和未来各着陆点的理想周期及其年和日特征。这些结果为今后的分析和下一次火星飞行任务的相关观测提供了背景。根据分析，在大多数（但不是所有）过去的任务着陆点，微观盐水可能会在夜间出现不同的持续时间。分析ExoMars漫游者在Oxia Planum的主要着陆点的条件，发现最佳年周期在$L_s$ 115 - 225之间，在$Local\hspace{0.1cm} Time$ 2 - 5，午夜之后。在理想的情况下，可以在那里出现4小时的连续液相。局部条件可能导致值与模型估计的值不同。热惯性尤其会造成这种差异（低TI值有利于快速冷却和松散表面上的$\textrm{H}_2\textrm{O}$冷捕获），风化层中高氯酸钙盐的浓度也会影响这一过程（它可能优先发生在长期暴露的表面，而最近没有松散的灰尘覆盖）。在确定未来火星液态水观测目标时，应考虑这些因素。
2016-09-26 astro-ph.EP
Paleohydrology on Mars constrained by mass balance and mineralogy of pre-Amazonian sodium chloride lakes
火星上的含氯沉积物记录了火星湿润时代（诺亚纪中期到西斯佩里纪晚期）衰退阶段的高海拔湖泊。这些分布广泛的湖泊的水源途径、季节性、盐度、深度、寿命和古气候驱动因素都是未知的。在这里，我们结合反应传输模型，轨道光谱，和新的体积估计从高分辨率数字地形模型，以约束水文边界条件形成氯化物。考虑到T = 0 ℃的系统，我们发现：（1）个别湖泊的深度大于100米，持续了几十年或更长时间;（2）如果火山脱气是氯的来源，那么水岩比或总水量可能很低，与熔点以上的短暂漂移和/或干旱气候相一致;（3）如果氯源是火成氯磷灰石，则Cl-浸出事件将需要在熔点下的（累积）时间>10年;（4）Cl质量除以集水面积，得到的柱密度为0.1 ~ 50 kg Cl/m^2，这些柱密度涵盖了季节性温暖活动层的氯磷灰石-Cl预期含量。不需要深层地下水。总之，我们的结果与火星在氯化物形成时通常具有寒冷的水平隔离水圈是一致的。
2017-09-27 astro-ph.EP physics.geo-ph
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
New and Extended Data Processing of Mars Odyssey Neutron Spectrometer Data
洛斯阿拉莫斯国家实验室设计和建造的火星奥德赛中子谱仪（MONS）从2002年2月至今一直运行良好。MONS测量了银河宇宙线轰击火星时的中子泄漏量。这些信号可以指示火星近地表水沉积的存在，也可以用于研究季节性极地CO $_2$冰帽的特性。这项工作概述了一个新的分析MONS数据，结果在新的和扩展的时间序列图MONS热和超热中子数据。新的数据与以前关于MONS仪器的出版物进行了比较。然后，我们提出了初步的结果，研究在火星极地地区的年际变化的基础上，从新的数据集的8个火星年的MONS数据。
2019-08-14 astro-ph.EP astro-ph.IM
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
Formation of recurring slope lineae on Mars by rarefied gas-triggered granular flows
在火星赤道最温暖的斜坡上观察到了被称为循环斜坡线的活跃暗流。线的形态，组成和季节性表明液态水在其形成中的作用。然而，内部和大气水资源似乎不足以维持所观察到的斜坡活动。实验证据表明，在火星表面的低气压下，气体可以向上流动，通过多孔的火星土壤，由于表面区域被太阳加热的热蠕变，并扰乱小颗粒。在这里，我们提出的数值模拟表明，这样一个干燥的过程，涉及泵的稀薄气体在火星土壤中，由于温度的差异可以解释形成的经常性的斜坡线。在我们的模拟中，太阳照射，其次是阴影显着降低了休止角，由于所产生的临时温度梯度在阴影的地形，并导致流在中间的坡度角。模拟流的位置是一致的观察到经常性的斜坡线，开始在粗糙和抱石地形与当地的阴影在土壤中。我们认为，这种干雪崩过程可以解释火星上反复出现的斜坡线的形成，而不需要液态水或CO2霜冻活动。
2018-02-14 astro-ph.EP
Hypotheses for near-surface exchange of methane on Mars
最近，好奇号探测器在火星上探测到了0.7 ppb的甲烷背景和7 ppb的甲烷峰值。这种原位测量重新定位了我们对火星环境及其生命潜力的理解，因为目前的理论并不涉及任何每年变化的甲烷地质源或汇。特别是，南部冬季的10倍海拔表明甲烷的来源尚未被发现。在这里，我们建议近地表水库可以解释这种变化。使用的温度和湿度测量从漫游车，我们发现，高氯酸盐在风化层潮解形成液体溶液，潮解进展到更深的地下在季节的甲烷尖峰。因此，我们提出以下三个可检验的假设。第一种情况是盖尔陨石坑的风化层在干燥时吸附甲烷，并在潮解时将甲烷释放到大气中。吸附能需要为36 kJ/mol，以解释甲烷峰值的大小，高于现有的实验室测量。第二种情况是微生物在液体溶液中将土壤中的有机物转化为甲烷。这种情况不需要风化层吸附，但需要火星上现存的生命。第三种情况是深层地下含水层产生甲烷爆发。对甲烷和水的持续现场测量以及对吸附和潮解的实验室研究将检验这些假设，并为近地表储层的存在及其与大气的交换提供信息。
2016-04-28 astro-ph.EP
On the Possibility of Melting Water Ice during the Recent Past of Mars: Application to the Formation of Gullies
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（CNRS）、巴黎综合理工学院、法兰西公学院）
研究通过气候模拟重新评估火星冰融化可能性，发现基于融化假说的沟壑形成机制不成立，提出季节性二氧化碳霜升华可能引发冰层暴露，但其有效性仍存疑。
2026-01-08 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
High-Precision Relativistic Time Scales for Mars Surface and Orbital Clocks
Jet Propulsion Laboratory, California Institute of Technology（喷气推进实验室，加州理工学院）
提出火星中心后牛顿框架，用于关联质心坐标时、火星中心坐标时、火星表面时及时钟固有时，数值实现保留5e-18频率或0.1皮秒幅度项，评估典型轨道并给出领先项。
2026-09-22 astro-ph.EP astro-ph.IM gr-qc
The pre-perihelion activity of dynamically new comet C/2013 A1 (Siding Spring) and its close encounter with Mars
我们使用Swift上的紫外线-光学望远镜系统地跟踪动态新彗星C/2013 A1（Siding Spring）接近太阳。这颗彗星的观测距离是从4.5天文单位的近日点到1.4天文单位的近日点。根据我们的观测，我们估计，在最接近火星的过程中，水的产生速率为1.5 +/- 0.3 x 1 E28分子/秒，气体的峰值输送速率在4.5-8.8 kg/秒之间，总共有3.1-5.4 x 1 E4 kg彗星气体输送到火星。季节和演化对彗星核的影响决定了塞丁泉彗星近日点前的活动。在2.46-2.06 AU之间突然增加的水产量表明在昏迷中冰颗粒升华的开始，可能是由CO2驱动的。随着彗星离太阳越来越近，彗星核产生的水的相对贡献增加，而CO2的产生率下降。彗星活动的变化可以用二氧化碳的消耗来解释，但彗星的高质量损失率表明它们也可能反映了原子核中的原始不均匀性。
2015-02-25 astro-ph.EP
Subsistence of ice-covered lakes during the Hesperian at Gale crater, Mars
火星科学实验室的火星探测器探测到的沉积物提供了证据，证明火星盖尔陨石坑在西方时期间歇性地存在着河湖环境。然而，对盖尔陨石坑沉积物沉积时大气中二氧化碳含量的估计远远低于任何气候模型所需的温度，以保持足够温暖的温度，以维持开放水域的湖泊条件，因为当时的太阳能输入很低。我们逐步测试开放水域的条件下，使用能量平衡计算的全球，区域和季节性的温度，我们评估，如果保存液态水是可能的常年冰盖。我们发现，在寒冷的气候中，湖泊条件被保存下来，河流流入和高降水率的水再供应被毗邻的冰川所取代。在赤道温度低至240 K-255 K时，冰的厚度范围为3-10 m，与南极洲常年被冰覆盖的湖泊的厚度范围（3-6 m）相当。冰盖湖假说通过限制沉积物和二氧化碳大气之间的气体交换，是一种令人信服的方法，可以使矿物学和气候脱钩，并且它消除了全球平均温度高于冰点的要求。冰雪覆盖的湖泊不仅为探索西方时期盖尔陨石坑可能的湖泊情景提供了一个基线，这与气候研究完全一致，而且它们可能是维持火星生命的理想环境。
2019-10-15 astro-ph.EP
Can we constrain the origin of Mars' recurring slope lineae using atmospheric observations?
流动的水和盐水被认为是在火星陡峭的温暖斜坡上季节性重现的黑色条纹，称为循环斜坡线（RSL），以及其他不涉及水的形成机制。本研究的目的是检查是否从RSL的水蒸气的蒸发，无论是从淡水或盐水，是通过观察水蒸气和/或云检测。在这项研究中，我们总结了可能的速率和持续时间的水汽排放从RSL在不同的情况下，模拟如何排放的水蒸气在全球气候模式的行为，并讨论了水蒸气在现有的和未来的探索在最低点观测的可探测性。我们发现，在典型的情况下，行星边界层（PBL）内的快速水平耗散后释放的水蒸气禁止云的形成和多余的水蒸气从现有的观测背景区分。因此，我们得出结论，RSL活动和上覆水汽柱密度之间缺乏相关性并不一定排除RSL的湿起源。然而，我们也发现，水蒸气往往积累在盆地和山谷中，在某些情况下，由于地形和低PBL的综合影响，我们建议的位置，这样的配置作为目标，为未来的火星大气研究，致力于量化水蒸气释放（与RSL），以阐明RSL在地球上的形成机制（S）。
2021-08-27 astro-ph.EP
Testing a new model of local wind erosion and dust deposition on field campaign data in Morocco. Adaptation of the model for Mars
全球和中尺度模型代表火星上的背景（缓慢变化）风，但短时间尺度风的变化没有明确表示。该模型可用于更准确地模拟火星上的风摩擦、风摩擦阈值、水平风沙通量和垂直风沙通量。本文在Zender \cite{Zender}模型的基础上，提出了一种基于\cite{Zender}模型的数据挖掘模型。它包括不同的阈值风摩擦估计方法，并考虑了大气电场对沙尘上升过程的影响。在2013-2014年摩洛哥实地活动中获得的数据上对地球参数化模型进行了测试（Esposito等人，）\cite{Esposito}，\cite{Esposito2}。利用野外实测的风速、风向、气温、气压、空气的湿度、太阳辐射和地表粗糙度等输入，模拟了风摩擦、风摩擦阈值、水平风沙通量和垂直沙尘通量。同样的输入应该由火星上的DREAM设备测量（除了表面粗糙度长度，可以根据Hebrard \cite{Hebrard}的方法估计火星）。模拟值与实验值吻合较好。该模型适用于火星条件，并应用于海盗号着陆器的数据。针对火星参数化的局部风蚀和灰尘沉积模型可以用于1）分析局部着陆器/漫游器数据，2）用于MGCM（火星全球环流模型）的局部参数/输入（如阈值风摩擦速度、沙和灰尘通量）的来源。
2020-07-21 astro-ph.EP physics.ao-ph
Wetter Stratospheres on High Obliquity Planets
利用三维大气环流模式研究了平流层湿度对平流层湿度的影响，发现即使在全球年平均地面温度相同的情况下，高平流层湿度比低平流层湿度高3个数量级以上。三个复杂性，只存在于高的相似性被发现是因果相关的。1)高湿度下的季节变化导致极高的地面温度在极地日出现，使最终可能进入平流层的极地空气变湿。2)与低湿度情况下冷阱有效地冻结出水蒸气不同，高湿度平流层的大部分水分输入来自高纬度，因此在很大程度上绕过了冷阱。3)高湿度的气候往往比低湿度的气候温暖，从而使整个大气层湿润。我们发现，上述每个因素都可以显着增加平流层湿度。这些结果表明，对于类地系外行星，如果行星处于高湿度下，则更有可能从表面蒸发中检测到水。水逃逸可能会导致一个高湿度的行星在失控的温室发生之前失去可居住性。
2019-04-30 astro-ph.EP
Diurnal Variations of Lee Wave Clouds on Mars using Emirates eXploration Imager (EXI)
本研究利用EMM航天器EXI仪器观测数据，分析了火星年36期间背风波云的日分布与频率，发现50个事件并在特定季节下午时段达峰值，揭示了其季节性和本地时间依赖性。
2025-10-31 astro-ph.EP astro-ph.IM
CRISM south polar mapping: First Mars year of observations
我们报告的火星南极地区的地图使用的数据从紧凑型侦察成像光谱仪火星（CRISM）仪器。我们的观察导致了以下发现：1。水冰以极地绕圈云的形式存在，起源于环希腊地区，在Ls=162之前开始，在Ls=200-204时明显减少。2.先前已经通过温度测量来推断（Titus等人，2003）和CO2-H2O混合物光谱模型（Langevin等人，2007年），表面水冰在升华的最后阶段存在于神秘区域。CRISM的高分辨率揭示了只有水冰存在的区域（而不是CO2-H2O冰的混合物）。这种水冰在Ls=252时完全消失，并且可能是CRISM在Ls=240-260之间的南纬度观测到的水蒸气的来源（Smith等人，本期）。3.我们估计了南极剩余冰帽（SPRC）和季节性CO2冰帽，整个夏季，春季和夏季覆盖它的表面CO2冰粒度分布。我们的分析表明，晶粒尺寸在Ls=191-199处达到峰值，表观晶粒尺寸为~7 +/-1 cm。到夏季结束时，我们的分析表明，在SPRC中占主导地位的最小表观粒度为~5 +/-1 mm。4.细粒CO2冰从Ls=0-40凝结，并对称地延伸远离地理极点，延伸超过80 ° S的Ls=4-10。没有证据表明不寻常的CO2沉积过程中的隐藏区域观察到LS=16。
2014-02-03 astro-ph.EP
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
Dust aerosol, clouds, and the atmospheric optical depth record over 5 Mars years of the Mars Exploration Rover mission
尘埃气溶胶在火星大气的行为和演变中起着重要作用。火星探测漫游者数据的前五个火星年提供了两个地点的灰尘负荷的前所未有的记录。这一记录有助于确定这些地点的大气特征，并作为轨道观测的地面实况。大气消光光学厚度已来自太阳图像校准和校正后随时间变化的灰尘，已积累在相机窗口。记录包括本地，区域和全球范围的沙尘暴。与同期热红外资料的比较表明，沙尘气溶胶的大小有显着的变化，在北部夏季的有效半径为1 μm，在沙尘扬升事件开始时的有效半径为2 μm。太阳经度（LS）20-136°周期的特征还在于机会号站点存在卷状云，特别是在LS=50和115°附近。除了水冰云，水冰雾也可能存在，二氧化碳云可能在季节早期出现。尘埃不透明度的变化对每个站点的能量平衡都很重要，并与日照的季节性变化一起控制Spirit站点的尘暴频率。
2014-03-17 astro-ph.EP physics.ao-ph
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
New near-IR observations of mesospheric CO2 and H2O clouds on Mars
最近在火星赤道附近观测到了太阳系和太阳系外行星模型推测的二氧化碳云。近红外成像光谱仪OMEGA对火星CO2冰云进行了最全面的识别。CRISM是一种具有更高空间分辨率的类似仪器，由于其波长范围较短，无法用相同的方法检测这些云。在这里，我们提出了一种新的方法来检测CO2云使用近红外数据的基础上比较H2O和CO2冰的光谱特性。除了17个新的OMEGA观测值外，还报道了54个含有CO2云的CRISM观测值的空间和季节分布。CRISM CO2云的特征是粒度在0.5-2 \mum范围内，光学厚度低于0.3。由OMEGA和CRISM反演的CO2云的分布是一致的，并且与前人研究的高空（> 60 km）云的分布在一级上相匹配。在第二阶，观察到差异。我们报告的H2O云的识别延伸到80公里的高度，这可以解释这些差异的一部分：CO2和H2O云可以存在于高，中间层高度。CRISM观测下午的CO2云显示类似陆地卷云的形态，这概括了以前的结果，整个赤道云季节。最后，我们表明，早晨欧米茄观测以前被误解为积云的证据，因此可能对流，CO2云。
2011-11-08 astro-ph.EP
Methane on Mars: New insights into the sensitivity of CH4 with the NOMAD/ExoMars spectrometer through its first in-flight calibration
火星发现天底和掩星仪器（NOMAD）搭载在火星外痕量气体轨道器（TGO）航天器上，旨在观察火星的太阳掩星、天底和边缘几何形状，并将能够产生大量不同的数据，主要集中在大气层的特性上。仪器的红外通道通过将中阶梯光栅光谱仪与声光可调谐滤波器（AOTF）相结合来操作。使用飞行中的数据，我们的仪器性能和参数化的校准。特别是：实现了精确的频率校准，以及由于光栅上的热效应而引起的频率变化。我们还对AOTF的特性和传递函数进行了量化，并开发和测试了一种实用的方法来计算通过耦合光栅+AOTF系统传输的光谱连续谱。校准结果使人们能够前所未有地深入了解NOMAD对大气中甲烷丰度的敏感性这一重要问题。我们还深刻的特点，其性能在不同的气溶胶丰度的现实条件下，不同的反射率和不断变化的照明条件下，预计在名义上的任务。结果表明，在低气溶胶条件下，NOMAD单光谱，1-sigma的灵敏度CH4在20公里的高度时，太阳掩星约为0.33 ppbv，并优于1 ppbv低于30公里。在沙尘条件下，我们表明，灵敏度下降到0低于10公里。在最低点几何，结果表明，NOMAD将能够产生季节性地图的CH4的灵敏度约为5 ppbv的大部分行星的表面与空间整合超过5x5度箱。结果还表明，这样的数字可以提高10至30倍的数据合并。总的来说，我们的研究结果量化了NOMAD解决火星气候变化问题的能力。
2018-10-12 astro-ph.EP
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
AEGIS: Differentiable Mars Climate Model with Neural Closures
UC Santa Cruz（加州大学圣克鲁兹分校）
针对现有火星GCM不可微分且难以标定的问题，提出模块化可微分火星气候模型AEGIS，耦合Dinosaur动力核心并支持神经闭合，实现稳定十年模拟，再现二氧化碳循环和表面温度，且梯度可支持物理标定与神经训练。
2026-10-06 astro-ph.EP astro-ph.IM cs.AI
Comparison of "warm and wet" and "cold and icy" scenarios for early Mars in a 3D climate model
我们使用一个三维大气环流模型来比较原始的火星水文循环在“温暖和潮湿”和“寒冷和冰冷”的情况。在温暖和潮湿的情况下，需要人为地将异常高的太阳通量或强烈的温室变暖添加到气候模型中，以保持温暖的条件和无冰的北部海洋。降水表现出强烈的地表变化，Hellas盆地和塔尔西斯西部的降水率很高，但Margaritifer Sinus周围的降水率很低（尽管如此，观察到的流域网络排水密度很高）。在寒冷和结冰的情况下，雪的迁移是一个函数的湿度和表面压力，有限的幕式融化是可能的，通过季节性，火山和影响力的组合。在地面压力高于避免大气崩溃所需的压力（约0.5巴）和中等至高的湿度下，雪被输送到赤道高地地区，那里的山谷网络密度最高。伊奥利斯四边形的积雪量很高，这表明盖尔陨石坑不需要无冰的北部海洋来供水。在较低的表面压力和湿度下，H2O和CO2都被困在两极的冰中，赤道地区变得非常干燥。山谷网络分布与41.8度寒冷和结冰模拟产生的积雪呈正相关，但与温暖和潮湿模拟产生的降水无关。由于我们的模拟对不同气候情景下的降水模式做出了具体的预测，它们激发了未来有针对性的地质研究。
2015-06-16 astro-ph.EP
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
Modelling Slope Microclimates in the Mars Planetary Climate Model
Laboratoire de Météorologie Dynamique, Institut Pierre-Simon Laplace (LMD/IPSL), Sorbonne Université, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), École Polytechnique, École Normale Supérieure (ENS)（气象动力学实验室，皮埃尔-西蒙·拉普拉斯研究所（LMD/IPSL），索邦大学，法国国家科学研究中心（CNRS），巴黎综合理工学院，巴黎高等师范学院）；Institut d’Astrophysique Spatiale, Université Paris-Saclay, CNRS（天体物理研究所，巴黎萨克雷大学，法国国家科学研究中心（CNRS））
本文提出了一种在火星行星气候模型中模拟斜坡微气候的参数化方法，通过验证表面温度和霜检测数据，表明斜坡微气候对季节性二氧化碳和水循环影响较小，但与沟壑活动相关。
2023-09-15 astro-ph.EP
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
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
Variability in low Mars atmosphere's H$_2$O concentration stimulated by solar cycle activity
本研究利用Mars Express的SPICAM数据，通过Lomb-Scargle Periodogram方法分析2004-2018年火星大气H$_2$O浓度与太阳通量指数的周期性振荡，发现两者存在关联，并提出该方法可用于研究非均匀采样行星大气。
2023-09-11 astro-ph.EP physics.ao-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
Localized precipitation and runoff on Mars
我们使用火星区域大气模拟系统（MRAMS）来模拟火星上的湖暴，发现当湖泊面积大于等于10^3平方公里时，会出现强烈的局部降水。火星有一个低密度的大气层，所以深层对流可以由少量的潜热释放引发。在我们的参考模拟中，浮力羽流将蒸汽提升到冷凝水平以上，形成20公里高的光学厚度云。冰粒生长到200微米半径，并以平均速率高达1.5毫米/小时水当量（最大速率高达6毫米/小时水当量）落在湖泊附近（或湖泊中）。由于火星表面层外的大气温度总是远低于273 K，因此过饱和和冷凝开始于火星湖泊上方的低海拔。与地球上的湖暴不同，火星上的湖暴涉及持续的降水，其垂直速度和羽流高度超过地球上的热带雷暴。对于小于10^3 km^2的湖泊或大于O（10^2）mbar的大气压力，对流不会到达行星边界层以上。相反，蒸汽被平流顺风，几乎没有云的形成。降水以降雪的形式出现，而陆面上由羽流蒸汽和风暴云产生的日间辐射强迫太小，不足以直接融化积雪（<+10 W/m^2）。然而，如果轨道条件是有利的，那么雪可能会季节性地不稳定融化，并产生径流形成通道。我们通过在所有可能的轨道条件下运行热模型，并根据Laskar等人给出的概率对结果进行加权，2004.我们确定，对于赤道水汽源，阳光比现在暗15%，积雪的温度为0.28（0.35），融化可能发生的概率为4%（0.1%）。如果古代的温室效应比今天稍大（6 K），这一比例将上升到56%（12…
2010-12-22 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
Retrieval of Water Vapor Column Abundance and Aerosol Properties from ChemCam Passive Sky Spectroscopy
我们推导出水蒸气柱丰度和气溶胶特性从火星科学实验室（MSL）ChemCam被动模式观测散射的天空光。每个ChemCam被动天空观测在两个不同的仰角获取光谱。我们拟合这些光谱与离散坐标多次散射辐射转移模型，使用气体吸收带的相关k近似。首先拟合两个仰角之比的连续体以求解气溶胶性质，然后拟合连续体去除比率以求解气体丰度，从而进行检索。反演的最后一步利用观测到的CO2浓度和已知的CO2丰度来校正反演的水蒸气丰度，以反映散射气溶胶的垂直分布的影响，并导出气溶胶尺度高度参数。ChemCam检索的水丰度显示，除了少数例外，与我们比较的TES，CRISM和REMS-H数据集具有相同的季节性行为和相同的季节性最小值和最大值时间。然而，ChemCam检索的水丰度一般低于纬向和区域尺度的轨道水蒸气数据，而在同一时间显着大于黎明前的REMS-H丰度。在进一步分析REMS-H体积混合比的不确定性之前，ChemCam和REMS-H黎明前混合比之间的差异似乎太大，无法用大尺度环流来解释，因此它们倾向于支持水蒸气与地面的大量昼夜相互作用的假设。同时，我们的初步气溶胶结果显示了预期的尘埃颗粒大小的季节性模式，但也表明水冰云不透明度的年际增加令人惊讶。
2017-10-29 astro-ph.EP
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
