Марсианская атмосфера сильно отличается от земной. Но это следовое количество водяного пара все еще играет заметную роль в климате.
НАСА очень интересуется атмосферой, погодой и климатом Марса. Чем больше они знают о Марсе, тем эффективнее они могут планировать миссии. И понимание современного Марса может помочь нам понять историю Солнечной системы, то, как развиваются планеты, и каким был климат Марса в древнем прошлом.
У НАСА есть целая команда, посвященная пониманию марсианского климата. Он называется Центр климатического моделирования Марса. Их работа сосредоточена на трех важнейших компонентах атмосферы Марса: водяном паре, углекислом газе и пыли. При моделировании ниже, ледяные облака воды формируются и рассеиваются в течение дня.
Марсианские облака намного тоньше облаков на Земле. Но они ведут себя одинаково. Приведенное выше моделирование показывает летний день в северном полушарии. Облака образуются над экватором ночью и являются самыми плотными непосредственно перед восходом солнца. Когда Солнце прогревает атмосферу в течение дня, они рассеиваются, затем в сумерках они снова начинают формироваться.
Моделирование происходит из Центра климатического моделирования Марса и показывает, что, хотя облака тоньше Земли, они играют жизненно важную роль в ветровых системах планеты. А это значит, что они также помогают формировать движение воды вокруг планеты.
Центр моделирования климата использует мощные суперкомпьютеры для создания этих моделей. Атмосфера планеты чрезвычайно сложна, и для ее понимания нужны мощные компьютеры и сложные модели. В Центре моделирования они полагаются на модели общей циркуляции (GCM) для большей части своей работы.
Одним из направлений работы Центра является понимание современного круговорота воды на Марсе. На веб-сайте Центра говорится: «Мы хотим определить, является ли наблюдаемый круговорот воды исключительно результатом обмена с северным остаточным пределом, или требуются ли другие источники, такие как активный реголит». В настоящее время они моделируют Марс с северной полярной шапкой как единственным источником воды. Их симуляции дают хорошие результаты, но есть еще проблемы.
Центр моделирования также пытается понять древний Марс и то, как он мог иметь теплую и влажную среду миллиарды лет назад, когда Солнце было слабее. Одна возможность состоит в том, что у Марса была намного более толстая атмосфера CO2, которая захватила больше высокой температуры. Другая возможность связана с изменением климата, вызванным воздействием.
Еще одним центром внимания является марсианская пыль. Ясно, что пыль играет огромную роль на Марсе, но она не совсем понятна. На веб-сайте Центра моделирования климата говорится: «… становится все более очевидным, что параметризации, используемые в GCM для подъема пыли, не отражают физику, связанную со всеми событиями, связанными с поднятием пыли».
Периодически планета покрывается глобальными пыльными бурями, которые могут продолжаться месяцами. Понимание этих штормов необходимо для успешных миссий на планету. НАСА заранее знало, что спускаемый аппарат InSight прибудет на Марс в конце пыльной бури, и они подготовились соответствующим образом. Благодаря моделированию климата НАСА знало, что во время пыльных бурь верхняя атмосфера нагревается, а нижняя атмосфера охлаждается. Инженеры миссии подготовили InSight для работы в таких условиях.
Центр климатического моделирования - это только один способ использования суперкомпьютерами НАСА. На международной конференции по суперкомпьютерам (SC 19) в Денвере 18–22 ноября они продемонстрировали 38 своих вычислительных проектов, в том числе электрический самолет X-57, имитацию того, как ранние галактики совместно развивались с окружающим их газом, и усилия по картированию и количественному определению деревьев в Африке к югу от Сахары.
Больше:
- Пресс-релиз: пасмурная марсианская ночь глазами суперкомпьютера
- Пресс-релиз: Что такое Центр климатического моделирования Марса НАСА?
- Центр климатического моделирования НАСА "Эймс Марс"
