Марс снова устроит песчаный ад? Ученые научились заранее видеть бури

Если на Земле погода срывает рейсы, то на Марсе она способна сорвать целую экспедицию. Красная планета почти целиком покрыта сухими пустынями, а жидкой воды на поверхности практически нет. Зато есть пыль, и она там ведет себя крайне активно: ветер и вихревые потоки поднимают ее с грунта, разносят по атмосфере и затем осаждают обратно. Иногда все это заканчивается гигантскими бурями, которые могут накрыть почти весь Марс.

Для будущих пилотируемых миссий умение заранее понимать, когда и где разгуляется марсианская пыль, не просто любопытная наука, а практическая необходимость. Если инженеры смогут уверенно прогнозировать пылевой цикл и вероятность глобальных бурь, станет проще выбирать безопасные окна запуска и планировать работу техники на поверхности.

Этой задачей занялась группа ученых из Института физики атмосферы Китайской академии наук. Они провели 50-летнее моделирование марсианского пылевого цикла с помощью своей глобальной модели атмосферы Марса GoMars. Результаты работы опубликованы 13 декабря в журнале Advances in Atmospheric Sciences.

Авторы подчеркивают, что пылевой цикл на Марсе крайне сложен: он меняется в течение суток, сезонов и даже от года к году. Поэтому точная симуляция остается одной из самых трудных целей для марсианских моделей общей циркуляции атмосферы, которые нужны в том числе для будущих китайских программ исследования планеты.

Чтобы проверить, насколько реалистично GoMars описывает атмосферу, исследователи сравнили расчеты с данными Mars Climate Database и наблюдениями прибора Mars Climate Sounder. Там, где прямых данных для сравнения не было, результаты сопоставляли с другими моделями общей циркуляции, например MarsWRF. По итогам таких проверок GoMars, как сообщается, устойчиво воспроизводила сезонные и пространственные закономерности распределения пыли.

Отдельно команда отмечает, что длительная симуляция смогла уловить изменчивость пылевого цикла на разных временных масштабах и достаточно правдоподобно воспроизвела нерегулярное появление глобальных пылевых бурь, а также развитие отдельных их типов. Это считается одной из давних проблем и одновременно приоритетов в международном моделировании марсианской атмосферы.

Есть и более “прикладные” совпадения. Модель предсказала, что максимум подъема пыли пылевыми вихрями приходится примерно на промежуток между 12:00 и 13:00 по местному времени, что согласуется с измерениями миссии Mars Pathfinder. Также GoMars выделила регион Amazonis как область особенно интенсивной активности пылевых вихрей, и именно его давно считают одним из главных “очагов” таких явлений на Марсе.

Впрочем, авторы признают, что текущая версия модели еще далека от идеала. Следующим шагом они называют повышение разрешения, дальнейшую настройку динамики и физических параметризаций, добавление более реалистичных данных об источниках пыли и песка на поверхности, а также расширение модели до полноценного моделирования марсианского водного цикла.