Date of Award

6-2022

Document Type

Thesis

Degree Name

Master of Science (MS)

Department

Physics

First Advisor

Dr Roland Young

Second Advisor

Dr. Claus Gebhardt

Abstract

The Mars dust cycle, including dust storms, has a great impact on the temperature, and the climate in general, on Mars. Dust particles in the atmosphere have a great capacity for absorbing/emitting infrared radiation resulting in large changes in the Martian climate. Local and regional dust storms occur in any Martian Year (MY), but global dust storm events (GDEs), which 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 Planet WRF 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).

Comments

تعتبر دورة الغبار ذات أهمية أساسية للغلاف الجوي للمريخ. فهي محرك رئيسي ! بين السنوات للغلاف الجوي المريخي، بينما 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 PlanetWRF لأبحاث الغلاف الجوي، مثل أي نموذج دوران عام للمريخ ‏(MGCM)، فهو مصمم لمحاكاة الغلاف الجوي للمريخ العديد 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 يرفع 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 ذاتيا قيم رفع الغبار السطحي عن طريق العواصف الرملية والدوامات الترابية. يتم تحديد قيم المعلمات المثلى من خلال التجربة والخطأ. نظرا لأن تأثير القيم 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 ب بدقة °9 × 7.50 (خطوط الطول بدوائر العرض). سيتم استكشاف العواصف الرملية الناتجة ومقارنتها بدقة أعلى في بحث (2020 ,.Gebhardt et al).‏

Download

Included in

Physics Commons

COinS