基于 ExoMars 痕量气体轨道器上 TIRVIM/ACS 的火星大气热结构与气溶胶：反演算法验证

ExoMars 痕量气体轨道器（TGO）上的大气化学套件（ACS）通过红外光的不同光谱区间监测火星大气。我们提出了一种专为 ACS 的热红外通道 TIRVIM 以天底几何获取的光谱分析而定的反演算法。我们的算法同时反演高达 50 km 的大气温度垂直廓线、表面温度，以及尘埃和水冰云的一体化光学厚度。TIRVIM 数据集的特性在于其能够在 54 个火星日周期内分辨昼夜循环。然而，所需大气量在一天中不同时刻的准确估计程度尚不确定。在此，我们首先展示一项观测系统模拟实验（OSSE）。我们在不同纬度、季节和地方时生成合成观测，并对这些合成数据运行反演算法，以评估其稳健性。我们记录了不同的偏差来源，特别是关于气溶胶反演的偏差。我们发现即使在我们 OSSE 中尘埃和/或水冰云不透明度估计不佳，大气温度反演依然稳健。随后我们将算法应用于 2018 年 4–5 月的 TIRVIM 观测，并通过与数千个共址的火星气候探测仪（MCS）反演结果比较，对反演的大气温度和尘埃一体化不透明度进行交叉验证。TIRVIM 与 MCS 大气温度间的大部分差异可归因于垂直灵敏度的差异。白天尘埃不透明度彼此吻合良好，而该季节 TIRVIM 反演的夜间尘埃不透明度存在偏差。