基于 NASA Ames 火星 GCM 的 2018 年火星全球性沙尘暴模拟：一种多示踪物方法

全球性沙尘暴是火星上热力学意义最显著的沙尘事件。它们由多个局地和区域扬沙事件共同产生，并由正辐射—动力反馈维持。最近一次此类事件始于 2018 年 6 月，由多艘在轨和表面航天器监测，但关于其起始、扩展和衰减仍存在许多问题。我们使用 NASA Ames 火星全球气候模式对 2018 年全球性沙尘暴进行建模，以更好地理解风暴的演变以及大气环流和有限地表沙尘储库对其的影响。该全球性沙尘暴的特征是赤道地区沙尘的快速向东输送及随后的扬起。我们强调了西半球与东半球储库之间沙尘的快速转移，这可能通过补充地表沙尘在风暴发展中起重要作用。随着沙尘度增加，哈得来环流和大气加热的日循环强度均增强。在风暴成熟阶段预测有大型沙尘羽流，将沙尘注入高达 80 km。水冰云凝结高度向更高海拔迁移，导致上层大气中水汽富集。在我们的模拟中，哈得来环流强度显著强于无沙尘条件。该反馈对沙尘的辐射特性高度敏感，而辐射特性取决于扬起沙尘分布的有效粒径。