Date of Award

11-2023

Document Type

Thesis

Degree Name

Master of Science in Space Science (MSSS)

Department

Physics

First Advisor

Dr. Roland Young

Abstract

Studying Mars offers insights into terrestrial planet evolution and informs future human expeditions. This thesis examines dust dynamics in Mars’ lower atmosphere, focusing on understanding its weather and climate. We investigate the role of Near-Surface Wind Stress (NSWS) in dust lifting, using six reanalysis datasets, respectively: MACDA, EMARS, OpenMARS, ACS–TIRVIM (ExoMars observations of the MY34 Global Dust storm), EMM1 and EMM2. Following the parameterization approach by Newman et al. (2002a), areas of agreement and discrepancy among datasets were identified. Time series analysis revealed consistent results where datasets overlap temporally. Some differences were expected and shown due to the different Global Climate Models (GCM) used to generate each dataset. These variations might be due to the number of vertical levels in the models and need further investigation. Notably, global dust storms during Martian years 25, 28 and 34 resulted in increased drag velocities and vertical fluxes. MACDA results, though smaller, followed the same trends, suggesting the impact of model parameters. Developing enhanced datasets with better resolution can provide more reliable insights into Martian atmospheric dynamics. Future work should explore new methods with variable thresholds and roughness values, enhancing the accuracy and reliability of measured dust lifting rates on Mars.

Arabic Abstract


تقدير ضغط الرياح ورفع الغبار على سطح المريخ باستخدام إعادة التحليل بناء على رصد مسبار الأمل والمركبات الفضائية الأخرى

تقدم دراسة المريخ رؤى حول تطور الكواكب وتدعم الرحلات الاستكشافية البشرية المستقبلية. تتناول هذه الأطروحة ديناميكيات الغبار في الغلاف الجوي السفلي للمريخ، مع التركيز على فهم الطقس والمناخ. تبحث هذه الأطروحة في دور إجهاد الرياح القريبة من السطح (NSWS) في رفع الغبار، باستخدام ست مجموعات بيانات لإعادة التحليل، على التوالي: MACDA، EMARS، OpenMARS، ACS—TIRVIM (ملاحظات ExoMars للعاصفة الترابية العالمية (MY34، EMM1، EMM2. باتباع نهج نيومان وآخرون. (2002أ )، تم تحديد مجالات الاتفاق والتناقض بين مجموعات البيانات. كشف تحليل السلاسل الزمنية عن نتائج متسقة حيت تتداخل مجموعات البيانات مؤقتاً. كان من المتوقع ظهور بعض الاختلافات بسبب اختلاف نماذج المناخ العالمي (CGM) المستخدمة لإنشاء كل مجموعة بيانات. قد تكون هذه الاختلافات بسبب عدد المستويات الرأسية في النماذج وتحتاج إلى مزيد من البحث. ومن الجدير بالذكر أن العواصف الترابية العالمية خلال السنوات المريخية 25 و28 و34 أدت إلى زيادة في سرعات السحب والتدفقات العمودية. نتائج MACDA، على الرغم من أنها أصغر، اتبعت نفس الاتجاهات، مما يشي إلى تأثير معلمات النموذج. يمكن أن يؤدي تطوير مجموعات البيانات المحسنة ذات الدقة الأفضل إلى توفير رؤى أكثر موثوقية حول ديناميكيات الغلاف الجوي للمريخ. يجب أن يستكشف العمل المستقبلي طرقاً جديدة ذات عتبات وقيم خشونة متغيرة، مما يعزز دقة معدلات رفع الغبار المقاسة على المريخ.

Download

Included in

Physics Commons

COinS