Исследование режимов диффузии в вертикальной структуре атмосферы Марса

В вертикальной структуре атмосферы Марса выделяют два режима диффузии частиц: турбулентную и молекулярную. Турбулентная диффузия преобладает в нижней атмосфере - гомосфере, где молекулы равномерно перемешаны друг относительно друга. В верхней атмосфере - гетеросфере, преобладает молекулярное перемешивание с диффузионным разделением на отдельные газовые компоненты. В переходной зоне, так называемой гомопаузе (на высоте от 100 до 130 км), турбулентная диффузия меняется на молекулярную, индивидуальную для каждой газовой компоненты. При моделировании вертикального переноса частиц, обусловленного как атмосферной циркуляцией с волновыми процессами, так и фотохимическими реакциями, существенную роль играет учет коэффициентов указанных режимов диффузии. В настоящее время не существует универсального подхода для численного описания высотного профиля коэффициента турбулентной диффузии из-за его сложной природы, объединяющей различные динамические процессы. Для наиболее точной оценки коэффициентов диффузии необходимы данные о вертикальном распределении температуры и плотности атмосферы, особенно в области гомопаузы, где приходится учитывать как турбулентную, так и молекулярную составляющие. В данной работе представлен анализ вертикальных профилей температуры и плотности, измеренных российским спектрометрическим комплексом Atmospheric Chemistry Suite на борту орбитального модуля Trace Gas Orbiter миссии “ЭкзоМарс”. На основе данных ACS рассматриваются различные подходы к определению коэффициентов диффузии, включая как параметрические модели, так и метод, учитывающий вклад волновых эффектов в атмосфере. По результатам обработанных наблюдений за 2.5 марсианских года выявлены сезонные и широтные вариации высоты гомопаузы, а также ее зависимость от атмосферной плотности и коэффициентов диффузии в этой переходной зоне.