对比天鹅上层大气的通用气动力学模型
地球与行星天体物理
2025-12-19 v1
摘要
在未来天鹅号任务的背景下，提高对天鹅上层大气的理解尤为重要，尤其是为了更准确地计算航天器的轨道。本文比较了三个天鹅大气模型：Venus Planetary Climate Model (Venus PCM)、Venus Thermospheric Global Model (VTGCM) 和 Tohoku University GCM (TUGCM)，聚焦于其 nominal 模拟（如组成、热结构及加热/冷却率）。本文讨论了它们之间的相似性与差异性，并进行了数据模型之间的比较。本文所分析的 nominal 模拟未能准确再现 Pioneer Venus 的日间观测，尤其是高估了热层温度。这与三个模型中对原子氧 (O) 含量的低估有关，表明需要在热层中增加 O 的生产。太阳光谱的选择也是模型之间在温度随太阳活动变化方面存在差异的主要原因。提出了一系列建议，旨在改进对天鹅上层大气的建模，其中包括：1. 标准化 EUV-UV 太阳光谱输入；2. 使用天鹅报告时代的数据更新近红外加热方案；3. 重新评估辐射冷却方案；4. 调查被低估的原子氧含量。
引用
@article{arxiv.2512.16693,
title = {Comparison of General Circulation Models of the Venus upper atmosphere},
author = {Antoine Martinez and Hiroki Karyu and Amanda Brecht and Gabriella Gilli and Sebastien Lebonnois and Takeshi Kuroda and Aurelien Stolzenbach and Francisco Gonzalez Galindo and Stephen Bougher and Hitoshi Fujiwara},
journal= {arXiv preprint arXiv:2512.16693},
year = {2025}
}