Региональная система моделирования атмосферы Марса - Mars regional atmospheric modeling system

В Региональная система атмосферного моделирования Марса (MRAMS) это компьютерная программа который имитирует тиражи Марсианин атмосфера в региональном и местном масштабах.[1] MRAMS, разработанный Скотом Рафкиным и Тимоти Майклсом, является производным от Региональная система атмосферного моделирования (РАМН) разработано Уильям Р. Коттон и Роджер А. Пильке изучить атмосферную циркуляцию на Земле.[2]

Ключевые особенности MRAMS включают негидростатическую, полностью сжимаемую динамику, явный мусорный бак, воды, и углекислый газ физика льда в атмосфере модель, и полностью прогностический реголит модель, которая включает диоксид углерода отложение и сублимация. Несколько Проекты исследования Марса, в том числе Марсоходы,[3] то Миссия разведчика Феникса, а Марсианская научная лаборатория использовали MRAMS для изучения различных атмосферных циркуляций.

MRAMS работает на мезомасштабе и микромасштабе, моделируя и моделируя атмосферу Марса. Моделирование MRAMS в меньшем масштабе дает ему точки данных и модели с более высоким разрешением на сложной местности и топографии. Он способен идентифицировать потоки, обусловленные топографией, такие как стоковые и анабатические ветры, через долины и горы, которые вызывают изменения в атмосферной циркуляции.[4]

Структура

Динамическое ядро

Роль динамического ядра заключается в решении уравнений механики жидкости, связанных с атмосферной динамикой.[5] Уравнения в динамическом ядре MRAMS основаны на примитивных уравнениях, усредненных по Рейнольдсу для объема сетки. Связанные уравнения предназначены для решения для импульса, термодинамики, индикаторов и сохранения массы. Динамическое ядро ​​MRAMS объединяет уравнения импульса, термодинамики (теплообмен между атмосферой и поверхностью), индикаторов и сохранения массы.

Параметризация

Динамическое ядро ​​MRAMS было разработано на основе RAMS и было чрезмерно изменено с учетом большой разницы в атмосферах между Марсом и Землей. Некоторые модели MRAMS параметризуют множество функций, включая поднятие пыли и пыли, микрофизику облаков, перенос излучения и крутой рельеф.[6]

Сетка

MRAMS работает на мезомасштабе и, следовательно, является региональным инструментом, а не глобальным, что делает его точным для сбора данных на сложной местности и меняющейся топографии. Типы вычислительной сетки, разработанные для MRAMS, относятся к типу А Аракавы.[1] Шаг сетки нерегулярный и требует масштабирования. Высокое разрешение MRAMS связано с использованием вложенной двусторонней сеточной системы. Система двусторонней сетки включает в себя родительскую сетку, которая устанавливает начальные граничные слои, которые будут использоваться, и более мелкую сетку для точного сбора данных.[1]

Рекомендации

  1. ^ а б c Рафкин, С. С. Р., Хаберле, Р. М., и Т. И. Майклс, 2001: Марсианская региональная система моделирования атмосферы (MRAMS): описание модели и отдельные модели. Икар, 151, 228-256.
  2. ^ Pielke, R.A .; Cotton, W. R .; Walko, R. L .; Tremback, C.J .; Lyons, W. A .; Grasso, L.D .; Nicholls, M.E .; Moran, M.D .; Уэсли, Д. А .; Ли, Т. Дж .; Коупленд, Дж. Х., 1992: Комплексная система метеорологического моделирования: Метеорология и физика атмосферы РАМН, т. 49, вып. 1-4, стр. 69-91.
  3. ^ Рафкин, С. Р. и Т. И. Майклс, 2003: Метеорологические прогнозы для высокоприоритетных посадочных площадок марсохода для исследования Марса 2003 года. J. Geophys. Res., 108 No. E12,10.1029 / 2002JE002027
  4. ^ Рохо, Сара (20.06.2019). «Мезомасштабное моделирование с использованием региональной системы моделирования атмосферы Марса (MRAMS)». НАСА. Получено 2020-04-30.
  5. ^ «DCMIP2016: обзор негидростатической динамической конструкции активной зоны и взаимное сравнение участвующих моделей» (PDF).
  6. ^ Рафкин, Скотт; Майклс, Тимоти (декабрь 2019 г.). «Марсианская региональная система моделирования атмосферы (MRAMS): текущее состояние и будущие направления». Атмосфера. 10 (12): 747. Bibcode:2019Atmos..10..747R. Дои:10.3390 / atmos10120747.

внешняя ссылка