Resumen

MENDOZA, Víctor M. et al. Thermodynamic simulation of the seasonal cycle of temperature, pressure and ice caps on Mars. Atmósfera [online]. 2021, vol.34, n.1, pp.1-23.  Epub 10-Feb-2021. ISSN 0187-6236.  https://doi.org/10.20937/atm.52747.

Se presenta un modelo termodinámico para simular la temperatura y presión atmosféricas de Marte, la temperatura del regolito y el espesor vertical de los casquetes polares de CO2 y su extensión horizontal. Esto se hace usando las temperaturas de la atmósfera y el regolito para cada día marciano del año, determinado a partir de la ecuación termodinámica. Suponiendo una atmósfera de CO2, se calcula su espectro de emisión usando el calculador espectral E-Trans con la base de datos HITRAN (E-TRANS/HITRAN), lo que da como resultado una banda de 15 µm y el resto transparente, a través del cual la radiación emitida por el regolito y los casquetes de hielo (considerados como cuerpos negros) se escapa hacia espacio. También se incluye la extinción de la radiación solar por polvo atmosférico y su emisión de onda larga. La ecuación establece el equilibrio de energía entre la radiación solar absorbida y la radiación de onda larga saliente, incorporando también el calor latente liberado por la condensación de CO2, el flujo de calor sensible desde la superficie a la atmósfera, el flujo de calor latente debido a la sublimación de hielo de CO2 e intercambio de calor entre la capa de regolito superficial y sus capas inferiores, y el transporte de calor turbulento horizontal a escala planetaria atmosférica con un coeficiente de intercambio que es un orden de magnitud menor que el empleado en la troposfera terrestre. Considerando un promedio a largo plazo, el perfil vertical de temperatura del regolito se encuentra explícitamente utilizando la inercia térmica, incluida la conductividad; su regulación de temperatura se logra a través de la conducción térmica desde la superficie durante la estación cálida, y esta energía almacenada vuelve a la superficie durante la estación fría. Nuestro modelo simula la variación estacional de los casquetes polares y, en consecuencia, de la presión atmosférica superficial, a través del balance de masa de CO2 entre ellos. Finalmente, se muestra explícitamente que la amplitud del ciclo de presión global estacional está modulada por un efecto termo-orográfico local, que aumenta (disminuye) esta amplitud en las regiones bajas (altas), y concuerda con las observaciones de los Viking Landers 1 y 2, y la Base de Datos Climáticos de Marte. Nuestra predicción para Hellas Planitia da un factor de amplificación de hasta 2.15, en coincidencia con otros autores.

Palabras llave : Mars; thermodynamic simulation; CO₂ ice-polar cap; seasonal climate cycle.

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