THE INTERACTIVE SIMULATION OF MARS DUST STORMS WITH THE MARS GENERAL CIRCULATION MODEL MARSWRF AT THE RESOLUTION OF 7.5°×9° (LATITUDE BY LONGITUDE)
تعتبر دورة الغبار ذات أهمية أساسية للغلاف الجوي للمريخ. فهي محرك رئيسي للتغير بين السنوات للغلاف الجوي المريخي. بينما تحدث العواصف الرملية المحلية والإقليمية في أي سنة مريخية (MY)، تحدث أحداث العواصف الرملية المريخية (GDEs)، في المتوسط، مرة واحدة كل 3-4 سنوات (كما هو معروف، سنة مريخية واحدة تساوي حوالي 1.9 سنوات أرضية). MarsWRF هو نسخة خاصة بالمريخ من نموذج الأرض للطقس والمناخ WRF (نموذج أبحاث الطقس والتنبؤ) وجزء من نماذج PlatetWRF لأبحاث الغلاف الجوي. مثل أي نموذج دوران عام للمريخ (MGCM)، فهو مصمم لمحاكاة الغلاف الجوي للمريخ للعديد من السنوات المريخية. يكمن التحدي في إعداد MarsWRF لإنتاج محاكاة للعواصف الرملية المريخية (GDEs) في عدد قليل من السنوات المريخية فقط وليس كلها. تحقيقا لهذا، هناك تقنية متطورة تعمل على تشغيل MarsWRF في ما يسمى وضع الغبار التفاعلي. وهذا يعني أن غبار المريخ يُرفع بحرية تامة عن السطح، وينتقل عبر الغلاف الجوي، ثم يترسب مرة أخرى على السطح. وينتج النموذج عواصف المريخ بشكل مستقل. وهذا يتطلب من المستخدم أن يحدد ذاتيًا قيم رفع الغبار السطحي عن طريق العواصف الرملية والدوامات الترابية. يتم تحديد قيم المعلمات المثلى من خلال التجربة والخطأ. نظرًا لأن تأثيرالقيم يعتمد على دقة النموذج والإعدادات الأخرى، يجب إجراء النموذج بشكل فردي. يتم تقييم أداء النموذج من خلال مقارنات بين درجة حرارة الغلاف الجوي المتوسط للمريخ بين النموذج وسجل رصد الأقمار الصناعية التي تدور حول المريخ. تتمثل مهمة هذه الاطروحة في تشغيل نموذج MarsWRF في وضع الغبار التفاعلي بدقة 7.5° × 9° (خطوط الطول بدوائر العرض). سيتم استكشاف العواصف الرملية الناتجة ومقارنتها بدقة آعلى في بحث (Gebhardt et al., 2020).
Abstract
The Mars dust cycle, including dust storms, have a great impact on the temperature, and the climate in general, on Mars. Dust particles in the atmosphere have a great capacity of absorbing/emitting infrared radiation resulting large change in the Martian climate. Local and regional dust storms occur in any Martian Year (MY), but global dust storm events (GDEs), that can cover the whole planet, occur, on average, once every 3-4 MYs. MarsWRF is a Mars version of the terrestrial numerical weather and climate model WRF (Weather Research and Forecasting Model) and part of the PlanetWRF models for planetary atmosphere research. This requires model calibration by trial and error. The main focus is the formation of global dust storm events. The technique is to run MarsWRF in interactive dust mode. This requires the model user to self-specify the model parameters of the surface dust lifting by dust storms and dust devils. In this thesis the MarsWRF model is run in interactive dust mode at the classical resolution of 7.5°×9° (latitude by longitude). The resulting dust storms will be compared against higher resolution simulations in Gebhardt et al. (2020).