Mars Modellen

Globaal 3D-model van de atmosfeer van Mars

GEM-Mars is een totaal 3D-circulatiemodel (GCM) van de atmosfeer van Mars dat de meteorologie,  circulatie, stof, wolken, water, poolkappen, straling en atmosfeerchemie beschrijft vanop het oppervlak tot op een hoogte van 170 km.

Het past de dynamische kern van het Global Environmental Multiscale model (GEM) toe, wat het standaardmodel is voor weersvoorspellingen van Environment Canada.

GEM-Mars wordt op het BIRA-IASB toegepast voor onder andere de studie van stofstormen op Mars samen met metingen van de Phoenix lander (Daerden et al., 2015), voor de simulatie van methaanemissies (Viscardy et al., 2016), en ter ondersteuning van de interpretatie van NOMAD-metingen voor de ESA-Roscosmos ExoMars Trace Gas Orbiter missie naar Mars.

In het BRAIN-Be project met de naam MAGICS (Mars Atmosphere Global Interactive Chemistry Simulator) werd de scheikunde van het GEM-Marsmodel uitgebreid met methaanreacties. Deze uitbreiding zal belangrijk zijn bij de interpretatie van de NOMAD-metingen.

 

Bovenstaande animatie toont de simulatie van een methaanpluim die uit Nili Fossae kwam vlak voor het herfst werd op het noordelijk halfrond (rond Ls = 150). Na ongeveer 10 marsdagen (of sols), had de pluim de volledige planet omringd en een sluier gevormd op een hoogte van ongeveer 20 km. Na 20 sols stuift het methaan uiteen, maar de laag blijft nog zichtbaar vanop meer dan 40 km. (Simulatiegegevens van Viscardy et al., 2016)

 

Binnen het CROSS DRIVE project gebruiken we de allernieuwste technologie om de analyse en visualisatie van gegevens te verbeteren. De afbeelding links gebruikt windberekeningen van GEM-Mars om deeltjes op te sporen en om een beeld te schetsen van de dynamische natuur van de atmosfeer van Mars (Image courtesy of W. Engelke, DLR).

Het GEM-Mars model werd gebruikt om het stof zoals dat met het LIDAR-instrument (op de Phoenix lander) waargenomen werd in de atmosfeer van Mars te bestuderen. De omgekeerde weg zoals die berekend werd met behulp van het model toont aan dat het luchtpak dat gemeten werd voordien doorheen een stofwolk was gepasseerd. De modelsimulaties toonden verder ook dat de lucht aan het stijgen was onder invloed van de zonnestraling die het stof dat zich in het luchtpak bevond, op te warmen. Dit process wordt een “zonnelift” genoemd en werd eerder ook al op aarde waargenomen. (Uit Daerden et al., 2015).