介绍gydF4y2Ba

相信,在数十亿年,火星已经失去了水通过大气逃跑。一个典型的火星水损失机制,HgydF4y2Ba2 gydF4y2Ba分子化学从低层大气中的水蒸气扩散到上层大气,及其随后的分离导致氢逃跑gydF4y2Ba1gydF4y2Ba。时间尺度的HgydF4y2Ba2 gydF4y2Ba扩散是1200年gydF4y2Ba2 gydF4y2Ba,人们认为火星的氢逃逸率一直稳定在一个较短的时间尺度。然而,许多观测表明,氢从火星高层大气逃逸率不同季节由于季节性变化在垂直水汽分布gydF4y2Ba3gydF4y2Ba,gydF4y2Ba4gydF4y2Ba,gydF4y2Ba5gydF4y2Ba,gydF4y2Ba6gydF4y2Ba,gydF4y2Ba7gydF4y2Ba。此外,最近的观测显示,大型沙尘暴,扩大区域或全球在火星上,直接把水汽从低到上层大气和迅速变化的垂直配水,增加氢逃跑gydF4y2Ba5gydF4y2Ba,gydF4y2Ba6gydF4y2Ba,gydF4y2Ba7gydF4y2Ba,gydF4y2Ba8gydF4y2Ba,gydF4y2Ba9gydF4y2Ba,gydF4y2Ba10gydF4y2Ba,gydF4y2Ba11gydF4y2Ba,gydF4y2Ba12gydF4y2Ba,gydF4y2Ba13gydF4y2Ba。因为主要地区沙尘暴发生季节性和全球沙尘暴偶尔在火星上,监视氢火星高层大气和沙尘暴对理解其泄水机制是至关重要的。最近的研究报道,氧原子的数量可能减少全球/区域沙尘暴期间gydF4y2Ba14gydF4y2Ba,gydF4y2Ba15gydF4y2Ba,gydF4y2Ba16gydF4y2Ba。这是感兴趣的,因为氧原子,主要是由有限公司gydF4y2Ba2 gydF4y2Ba在高层大气中光离解,可能会影响到垂直配水的变化在大型沙尘暴。这意味着一些复杂性存在当沙尘暴扩大从下层到上层大气。在此基础上,综合观测火星的氢和氧的上层大气,灰尘和水蒸气在火星的低层大气是必要的。gydF4y2Ba

在本文中,我们分析multi-spacecraft和太空望远镜观测数据获得在火星的一个主要地区沙尘暴33年(2015年6月- 2017年5月),表明全球大量的氢原子在高层大气中氧原子的逐渐增加而减少,应对快速变化的大气状况,如空气温度低,灰尘和水冰的透明,水汽混合比在沙尘暴。我们也显示周期性地交替和不同的氢和氧含量,在高层大气中在沙尘暴期间,可能由大气低层大气电波传播。gydF4y2Ba

结果与讨论gydF4y2Ba

一个地区的沙尘暴事件在2016年gydF4y2Ba

在2016年9月初,一个地区沙尘暴火星上迅速扩大,运输大量的水蒸气高度大于60公里gydF4y2Ba12gydF4y2Ba,gydF4y2Ba17gydF4y2Ba,gydF4y2Ba18gydF4y2Ba。在此期间,我们观察到高层大气中使用Hisaki太空望远镜,进行极紫外光谱仪的外逸层的动力工具gydF4y2Ba19gydF4y2Ba,gydF4y2Ba20.gydF4y2Ba。OI 1304,我们分析了嗨Ly-β和1356 OI排放检查的可变性的总量在火星高层大气氢原子和氧原子。我们还获得了各种测量火星表面和上层大气之间的使用一些工具和航天器,包括火星气候测深仪gydF4y2Ba21gydF4y2Ba(MCS)火星勘测轨道飞行器的光谱学调查火星大气的特点gydF4y2Ba22gydF4y2Ba(SPICAM)火星快车(墨西哥人),极端紫外监视器gydF4y2Ba23gydF4y2Ba(EUVM)和中性的气体和离子质谱仪gydF4y2Ba24gydF4y2Ba(NGIMS)火星大气与挥发物演化(MAVEN)和探测器环境监测站gydF4y2Ba25gydF4y2Ba(REMS)在火星探测器的好奇心。这些数据分析的方法详细描述部分。gydF4y2Ba

9月3日的地区沙尘暴开始扩大(LgydF4y2Ba年代gydF4y2Ba~ 216°),在此期间,尘埃不透明度和空气温度迅速增加(~ 3 - 5天)在20公里的高度范围内(无花果。gydF4y2Ba1gydF4y2Bac、b、g、f)。同时,空气压力开始增加高度,虽然不如尘埃迅速不透明度和空气温度(无花果。gydF4y2Ba1阻燃剂gydF4y2Ba)。与此同时,HgydF4y2Ba2 gydF4y2Ba阿冰不透明度开始减少在风暴发生后20 - 40公里的高度,而它迅速增加40 - 60公里(无花果的海拔。gydF4y2Ba1gydF4y2Bak, j)。这些观察结果表明,由于大气变暖造成了灰尘,整个氛围扩展和HgydF4y2Ba2 gydF4y2Ba阿冰云层,通常出现在海拔10 - 20公里,也提高到一个更高的高度。在地表附近(0-20公里高度),只有小变化观察尘埃不透明,表明已经布满灰尘的低层大气。这是符合事实,火星接近南方的夏天,在此期间大气季节性尘土飞扬,如补充图所示。gydF4y2Ba1gydF4y2Ba。gydF4y2Ba

图1:进化的地区沙尘暴火星年33。gydF4y2Ba
图1gydF4y2Ba

时间序列的gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba- - - - - -gydF4y2BadgydF4y2Ba灰尘不透明,gydF4y2Ba超高频gydF4y2Ba空气温度,gydF4y2Ba我gydF4y2Ba- - - - - -gydF4y2BalgydF4y2Ba)HgydF4y2Ba2 gydF4y2Ba阿冰不透明度,(gydF4y2Ba米gydF4y2Ba- - - - - -gydF4y2BapgydF4y2Ba空气压力,所观测到的火星气候测深仪(MCS)肢体观测海拔0-20公里,20 - 40公里,40 - 60公里,60 - 80公里。每个数据点采样的平均值在所有纬度和经度每火星天(当地时间11 h和13 h)之间是有限的。红色虚线显示沙尘暴发生日期。gydF4y2Ba

全尺寸图像gydF4y2Ba

综合观测的中层和高层大气gydF4y2Ba

图gydF4y2Ba2 gydF4y2Ba显示中层和上层大气的时间序列观测数据通过多种航天器在沙尘暴期间获得的。图gydF4y2Ba2 gydF4y2Baj-m显示MCS空气压力的时间序列,HgydF4y2Ba2 gydF4y2Ba阿冰不透明度、空气温度和灰尘不透明度测量平均海拔范围的60 - 80公里,也是图所示。gydF4y2Ba1 m, i, e, agydF4y2Ba,分别。在这个范围内,根据空气压力数据,气氛开始扩大风暴爆发当天,如在较低海拔地区迅速增加(图gydF4y2Ba2 jgydF4y2Ba)。HgydF4y2Ba2 gydF4y2Ba阿冰不透明度也迅速飙升风暴发生后5天~(图gydF4y2Ba2 kgydF4y2Ba),这表明HgydF4y2Ba2 gydF4y2Ba阿冰云层解除高于60公里。同时,风暴发生在尘土不透明度滞后一天在这个高度范围,及其增长速度,根据峰值不透明的数据(9月9日在40 - 60公里,9月18日在60 - 80公里),也大大延迟(~ 9天)。图gydF4y2Ba2 ngydF4y2Ba揭示了水蒸气的体积混合比在四个不同的高度范围内观察到墨西哥人/ SPICAM。这些测量被认为是代表整个氛围,因为他们表现出类似的增加倾向之间的北半球和南半球在20公里(补充图。gydF4y2Ba2 gydF4y2Ba)。总的来说,体积混合比逐渐增加而缓慢增加灰尘不透明度。值得注意的是,这一比率超过100 ppm海拔60 - 90公里,这是一个更好的条件提高氢逃离上层大气gydF4y2Ba9gydF4y2Ba,gydF4y2Ba26gydF4y2Ba。H的快速增长gydF4y2Ba2 gydF4y2Ba阿冰不透明度和灰尘的缓慢增加透明度在这个海拔范围可能表明了尘埃作为云凝结核。尘埃颗粒的高海拔水蒸气冷凝,因此,HgydF4y2Ba2 gydF4y2Ba阿冰形成的时期,不透明度增加尘埃不透明度降低HgydF4y2Ba2 gydF4y2Ba阿冰云。灰尘不透明度的时滞可能表明,HgydF4y2Ba2 gydF4y2Ba阿冰云被形成在这个海拔范围(60 - 80公里)。gydF4y2Ba

图2:进化的上层大气区域沙尘暴火星年33。gydF4y2Ba
图2gydF4y2Ba

一个gydF4y2Ba时间序列的太阳紫外通量火星大气与挥发物演化的极端紫外线监控l3数据,gydF4y2BabgydF4y2Ba意思是O数密度剖面在150 - 300公里,和(gydF4y2BacgydF4y2Ba- - - - - -gydF4y2BaegydF4y2Ba)O数密度在200 - 210公里,190 - 200公里,和180 - 190公里(灰色点原始数据和蓝点天移动平均),gydF4y2BafgydF4y2Ba太阳天顶角的MAVEN的位置,gydF4y2Ba胃肠道gydF4y2Ba氢和氧大气光磁盘亮度,Hisaki望远镜观察到(误差表示1σ标准差),gydF4y2BajgydF4y2Ba空气压力,gydF4y2BakgydF4y2BaHgydF4y2Ba2 gydF4y2Ba阿冰不透明,gydF4y2BalgydF4y2Ba空气温度,gydF4y2Ba米gydF4y2Ba灰尘不透明度在60 - 80公里高度,所观测到的火星勘测轨道飞行器/火星气候测深仪,和gydF4y2BangydF4y2Ba水蒸气的体积混合比在四个不同海拔地区观测到火星快车/光谱学调查火星大气的特点。绿色的线板gydF4y2BaggydF4y2Ba- - - - - -gydF4y2Ba我gydF4y2Ba表明他们的移动平均数据。红色虚线表示沙尘暴的发生日期。显示三个太阳能辐照度数据在同一面板(gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba),太阳能1025年和1305年辐照度扩展到305年辐照度值8月31日,2016年。gydF4y2Ba

全尺寸图像gydF4y2Ba

图gydF4y2Ba2gydF4y2Ba显示了每日太阳紫外辐照度305,1025,1305的MAVEN EUVM l3数据。这些数据~ 5%变化期间由于太阳能旋转在太阳表面和活跃的地区。图gydF4y2Ba2 ggydF4y2Ba展览时间序列的氢(嗨Ly-β)大气光在高层大气中,由Hisaki望远镜观测到的。总的来说,Ly-β亮度开始逐渐增加风暴~ 3天后出现多样的定期在此期间,揭示一个行为类似于尘埃缓慢增加透明度和水蒸气混合比在60 - 80公里的高度。注意,这个变化模式是不同于1025年太阳能辐照度(无花果。gydF4y2Ba2gydF4y2Ba),这表明氢丰富激增在高层大气中由于高空水汽而不是增加发射率”g因子。“磁盘大气光的亮度大约翻了一番~ 20天,表明氢原子的列密度至少增加了一倍,考虑到Ly-β光学厚的排放。Ly-β到达附近的光学深度在200公里的高度统一使用张伯伦模型基于H概要文件gydF4y2Ba27gydF4y2Ba并在裁判外逸层的参数。gydF4y2Ba28gydF4y2Ba。因此,我们观察最有可能反映了氢列密度超过200公里的高度。氢的时间尺度上大气响应(~ 3天)和增加(~ 20天)相媲美的垂直扩散氢的原子分离从高空水60公里外逸层光化学模型如图所示gydF4y2Ba26gydF4y2Ba。氢的时间尺度也对应于一个季节性ΔL规模增加gydF4y2Ba年代gydF4y2Ba~ 15°。这个值接近火星近日点(L之间的时间间隔gydF4y2Ba年代gydF4y2Ba= 251°),空气灰尘吸收太阳能通量最(因此沙尘暴最常见)和氢的名义季节性高峰逃逸率(LgydF4y2Ba年代gydF4y2Ba~ 270°)gydF4y2Ba7gydF4y2Ba,gydF4y2Ba13gydF4y2Ba,gydF4y2Ba29日gydF4y2Ba。如果垂直扩散缓慢氢原子从60公里的高度是常见的沙尘暴,缓慢增加氢丰富在高层大气中可以解释之间的时滞火星近日点和季节性氢逃避每一个火星年达到顶峰。另一个解释氢原子的来源是水蒸气被送往电离层的高度。虽然没有检索到的90公里以上的混合比SPICAM观察在沙尘暴期间,有可能是水蒸气被送往电离层在100 - 150公里最近观察到MAVENgydF4y2Ba10gydF4y2Ba示踪气体探测器gydF4y2Ba4gydF4y2Ba增加,water-origin氢原子在高层大气中通过与电离层等离子体的碰撞gydF4y2Ba10gydF4y2Ba。因为大多数在这个高度产生的氢原子扩散向上逃离火星和它的时间尺度是短,氢大气光会随水混合比。我们的观察表明,上述氢大气光的亮度的增加趋势和水汽混合比200公里90公里相似(图。gydF4y2Ba2 gydF4y2Bag, n)。如果水汽输送电离层的高度,并表现出相似的变化的高度越低,氢原子可能源自100 - 150公里的高度。gydF4y2Ba

OI的变化趋势1304年和1356年OI亮度相似但不同的嗨Ly-β大气光的亮度(图gydF4y2Ba2 gydF4y2Bah, i)。这两个氧气排放表现出相似的变化,可能因为他们主要反映下阿丰度变化的变化相对较小的变化(~ 5%)的太阳能1304年和305年通量(无花果。gydF4y2Ba2gydF4y2Ba)影响O原子的共振散射和光电子的影响作用,分别。OI 1304主要是兴奋的共振散射,因此阿列密度的直接指标,但它是一个光学厚的排放在火星和它的亮度不是线性相关O列密度gydF4y2Ba13gydF4y2Ba,gydF4y2Ba30.gydF4y2Ba。另一方面,因为OI 1356是一个光学薄发射gydF4y2Ba30.gydF4y2Ba,其变化主要反映的总丰度O原子在高层大气中。根据移动平均数据(图中绿线。gydF4y2Ba2 gydF4y2Ba),1356年OI亮度迅速下降的因素~ 3 ~ 6天暴风雨后发病,然后另一个~ 10天后恢复到原来的水平。这表明上层大气中的氧气丰富暂时减少沙尘暴后是由三个因素造成的。OI 1304亮度表现出相似的变化,但其时间尺度,包括衰退和复苏,1356年短比OI。这可能源于OI 1356只兴奋的光电子峰强度的影响~ 130公里,而1304年OI兴奋的光电子影响~ 130公里的共振散射以及O原子在一个大的高度范围1304年太阳能通量gydF4y2Ba30.gydF4y2Ba。图gydF4y2Ba2 bgydF4y2Ba显示NGIMS观察O数密度变化在150 - 300公里。变化的O数密度在180 - 190公里,190 - 200公里,海拔200 - 210公里也显示在无花果。gydF4y2Ba2 gydF4y2Ba一部。虽然现场NGIMS测量没有直接的可比性与整个磁盘Hisaki望远镜的观测,O密度三个海拔变化整体表现出类似的趋势O大气光的变化。尽管存在周期性变化,O之间密度下降了~ 1.5倍数量的风暴开始至9月12日,后来增加到原水平附近~ 10天。现场和整个磁盘之间的相似性测量表明,阿丰度的变化是一个全球火星高层大气的特点。O损耗在高层大气中2018年全球沙尘暴期间曾被报道gydF4y2Ba14gydF4y2Ba,gydF4y2Ba15gydF4y2Ba,甚至我们的观察表明,全球地区沙尘暴影响火星高层大气的。gydF4y2Ba

O消耗一个可能的解释是,快速大气加热低于60公里造成大气迅速扩张,形成HgydF4y2Ba2 gydF4y2Ba阿冰云即使在运转直接吸收O原子。在地球上,直接吸收O原子被观察到在中间层的夜光云附近gydF4y2Ba31日gydF4y2Ba,gydF4y2Ba32gydF4y2Ba。事实上,我们的观察表明,HgydF4y2Ba2 gydF4y2Ba阿冰云迅速形成在60 - 80公里(无花果。gydF4y2Ba2 kgydF4y2Ba),他们甚至可能存在100公里以上gydF4y2Ba10gydF4y2Ba。如果HgydF4y2Ba2 gydF4y2Ba阿冰云形成近130公里高度这沙尘暴期间,O原子可能发生的直接吸收。O吸收后,HgydF4y2Ba2 gydF4y2Ba阿冰云可能会下降,最终升华在低层大气,这表明O原子低层大气的运输。O损耗的另一个解释是,O的损失加快通过奇怪的氢催化热大气层gydF4y2Ba31日gydF4y2Ba,gydF4y2Ba32gydF4y2Ba,gydF4y2Ba33gydF4y2Ba,gydF4y2Ba34gydF4y2Ba。奇怪的氢的来源可能是光解水的蒸汽或HgydF4y2Ba2 gydF4y2Ba阿冰云在热大气层gydF4y2Ba4gydF4y2Ba,gydF4y2Ba11gydF4y2Ba,gydF4y2Ba31日gydF4y2Ba,gydF4y2Ba32gydF4y2Ba。在高海拔地区,大量的奇怪的氢减少,和碰撞催化将成为无效。这是符合一个更大的减少O丰富观察1356 ~ 130公里OI大气光,由NGIMS比在180 - 210公里。另一个可能性是沙尘暴可能在运输中发挥作用不仅水蒸气也由尘埃产生的动荡。高空气流引起涡流扩散传输O原子从上层大气下行gydF4y2Ba34gydF4y2Ba,gydF4y2Ba35gydF4y2Ba。事实上,空气温度在60 - 80公里高度逐渐开始减少风暴~ 4天后发作(无花果。gydF4y2Ba2 lgydF4y2Ba),这可能表明,有限公司gydF4y2Ba2 gydF4y2Ba分子被大气运向上扩张而O原子向下运输,导致一个更大的O /有限公司gydF4y2Ba2 gydF4y2Ba海拔60 - 80公里,辐射冷却的有限公司gydF4y2Ba2 gydF4y2Ba大气gydF4y2Ba36gydF4y2Ba,gydF4y2Ba37gydF4y2Ba。gydF4y2Ba

交替H和O含量,在高层大气中gydF4y2Ba

除了氢逐渐上升,快速在高层大气中氧气下降,氢和氧大气光表现出周期性的变化。图gydF4y2Ba3 a, bgydF4y2Ba显示剩余的亮度和变异的百分比Ly-β和1356年大气光对无花果的为期四天的滚动平均值(绿线。gydF4y2Ba2 g,我gydF4y2Ba分别作为时间的函数。明显的周期性变化出现在氢气和氧气残留亮度,表现出一种交替关系。使用Lomb-Scargle周期图方法gydF4y2Ba38gydF4y2Ba,gydF4y2Ba39gydF4y2Ba,我们获得了6.6天的周期性Ly-β(无花果。gydF4y2Ba3 dgydF4y2Ba)。观测到了高峰~ 8天1356年OI发射,尽管这个峰值小于的信心水平。然而,6.8天的变化周期性在NGIMS O密度数据在180 - 210公里的高度(补充图。gydF4y2Ba3gydF4y2Ba)。大气光的振幅变化(图20 - 50%。gydF4y2Ba3 bgydF4y2Ba),这表明全球丰度(即。,column density) of H and O atoms alternately varied by 20–50% every 7–8 days. Figure3 cgydF4y2Ba显示了火星的好奇心探测器观测气压和气温平均的光面。测量表明,空气压力逐渐增加,这与所观察到的MCS是相一致的。相反,空气温度表现出明显的周期性变化范围在250 K和270 K,展示~ 6天的周期性,决定通过周期图方法(无花果。gydF4y2Ba3 egydF4y2Ba)。这些特性是一致的与斜压波通常观察到在这个赛季gydF4y2Ba40gydF4y2Ba,gydF4y2Ba41gydF4y2Ba。这个周期是比较合理的大气光周期,考虑到探测器和太空望远镜测量是基于一个在火星上和全球角度对整个磁盘,分别。这意味着斜压波横向和纵向传播,调节大气环流影响粉尘和水运输从低到上层大气的周期性影响H的形成gydF4y2Ba2 gydF4y2Ba阿冰,奇怪的氢产品,或向下运输和交替改变H和O含量,在高层大气中。gydF4y2Ba

图3:氢和氧大气光的变化,空气温度,空气压力在沙尘暴。gydF4y2Ba
图3gydF4y2Ba

时间序列的gydF4y2Ba一个gydF4y2BaLy-β和gydF4y2BabgydF4y2BaOI 1356大气光剩余的亮度根据移动平均数据(误差表示1σ标准差);和gydF4y2BacgydF4y2Ba平均气压和温度在当地时间6 h和18 h,所观察到的罗孚环境监测站(REMS)。归一化功率谱的gydF4y2BadgydF4y2Ba大气光排放和gydF4y2BaegydF4y2Ba空气温度和压力计算使用Lomb-Scargle周期图方法。垂直和水平虚线对应于奈奎斯特频率周期和信心水平的90%和99%,分别。gydF4y2Ba

全尺寸图像gydF4y2Ba

我们的研究结果提供了直接证据之间的耦合的光面上的火星上下大气通过重大地区沙尘暴和重合大气电波。沙尘暴事件调查研究中扮演了一个角色在增加氢丰富在高层大气中在20天~ 2倍,但暂时减少了氧气丰富倍3除以6天。此外,垂直传播斜压波被发现调节灰尘、水、和大气环流,导致交替振荡的氢和氧含量,在高层大气中。水冰云,奇怪的氢催化,或由尘埃产生的动荡以及高空水可能基本在氢和氧大气层导致这些变化。如果这些是常见的过程对于每个沙尘暴,更多的氢原子可能等同于少氧原子在高层大气中。这个潜在的规定,增加氢气逃脱,氧气会减少有效地逃离火星。因此,沙尘暴在氧化气氛中发挥作用,至少在现在的火星,沙尘暴季节发生。如果沙尘暴多次发生和控制氢气和氧气逃脱,过去火星可能有比今天少氧化气氛,虽然历史上的火星大气中存在许多不确定性和沙尘暴条件。因此,我们的研究结果提供见解的火星历史的水损失及其氧化还原状态,这对居住环境是至关重要的。gydF4y2Ba

方法gydF4y2Ba

Hisaki太空望远镜的数据集gydF4y2Ba

在这项研究中,我们分析了极端紫外线(EUV)从Hisaki太空望远镜获得的光谱gydF4y2Ba19gydF4y2Ba,gydF4y2Ba20.gydF4y2Ba。观察火星高层大气从8月底到2016年9月底,在这一个地区沙尘暴发生。我们获得了火星EUV光谱每两天(9月28日除外)。daily-averaged光谱嗨Ly-β的例子(1025),1356 1304 OI, OI大气光补充无花果所示。gydF4y2Ba4gydF4y2Ba- - - - - -gydF4y2Ba6gydF4y2Ba。我们计算平均磁盘亮度和错误使用以下方程:gydF4y2Ba

$ $ {B} _{{火星}}= ({C} _{{合计}}- {C} _ {{BG}}) \ cdot G \ cdot \压裂{\ω}{{\ω}_ {d}} $ $gydF4y2Ba
(1)gydF4y2Ba
$ $ \三角形{B} _{{火星}}= \√6{{\三角形C} _{{合计}}^{2}+{\三角形C} _ {{BG}} ^ {2}} \ cdot G \ cdot \压裂{\ω}{{\ω}_ {d}} $ $gydF4y2Ba
(2)gydF4y2Ba

其中CgydF4y2Ba合计gydF4y2Ba和CgydF4y2BaBGgydF4y2Ba是整个火星磁盘的计数率和背景观察(集成的数据在电池板d和e在补充无花果。gydF4y2Ba4gydF4y2Ba- - - - - -gydF4y2Ba6gydF4y2Ba分别)和ΔCgydF4y2Ba合计gydF4y2Ba和ΔCgydF4y2BaBGgydF4y2Ba是他们的泊松错误(标准差)。G是瑞利几何因子转换计数率。Ω,ΩgydF4y2BadgydF4y2Ba是固定的角度单一的像素和照明的火星磁盘,分别和他们比计算的吗gydF4y2Ba

$ $ \压裂{\ω}{{\ω}_ {d}} = \压裂{\三角形三角形\ varphi \ \θ}{\π{(d / 2)} ^ {2} {N} _ {{R} _ {M}} ^ {2} p} $ $gydF4y2Ba
(3)gydF4y2Ba

Δφ和Δθ角板尺度谱和狭缝的方向,分别对应于10 "和4.2 "。d是火星的视直径值和p的分数是照明区域。NgydF4y2BaRMgydF4y2Ba被选中为OI统一1304年和1356年OI和两个嗨Ly -β尺度照明面积的大小。上面的数据处理方法后,我们计算了2 rgydF4y2Ba米gydF4y2Ba(右gydF4y2Ba米gydF4y2Ba代表一个火星半径)磁盘亮度的氢Ly-β大气光和第一轮gydF4y2Ba米gydF4y2Ba1304 A和1356磁盘亮度的氧气大气光每隔一天。我们丢弃的数据受到宇宙射线或EUV恒星,并且只使用那些望远镜内环绕地球的影子(定义为之间的当地时间20 h和4 h)减少geocoronal效果。然后我们使用数据选择方法提高数据质量通过移除指向错误gydF4y2Ba13gydF4y2Ba。最后,使用这些数据,我们研究了嗨Ly-β(1025)1356 1304 OI, OI大气光变化期间每两天沙尘暴事件。注意,嗨Ly-α数据是不习惯在这项研究中,因为探测器的灵敏度1216点附近显著退化中间的任务由于其极强的Ly-α排放的持续的接触地冕和行星金星等上层大气gydF4y2Ba42gydF4y2Ba,gydF4y2Ba43gydF4y2Ba,gydF4y2Ba44gydF4y2Ba和木星gydF4y2Ba45gydF4y2Ba。Ly-α数据是目前只有初的使命gydF4y2Ba46gydF4y2Ba。动态校准用于这个问题目前正在进行的对未来整个Ly-α数据集。gydF4y2Ba

火星勘测轨道飞行器(MRO) /火星气候测深仪(MCS)数据集gydF4y2Ba

MRO环绕火星2006年3月以来研究火星的地质和气候gydF4y2Ba47gydF4y2Ba,MCS仪器测量火星大气的热发射gydF4y2Ba21gydF4y2Ba。在这项研究中,我们使用一个数据集的尘埃透明度,HgydF4y2Ba2 gydF4y2Ba阿冰不透明度、空气温度和空气压力测量由MCS检索,是存储在MRO / MCS派生数据记录版本5的NASA行星数据系统。研究火星的动力学的光面中低大气层,这些测量平均在当地时间11 h和13 h每20公里高度每火星天0公里和80公里之间。数据集在火星年0-20公里的高度33补充图所示。gydF4y2Ba1gydF4y2BaHisaki的观察期间,MCS几何信息补充图所示。gydF4y2Ba7gydF4y2Ba。gydF4y2Ba

火星大气与挥发物演化(MAVEN) /太阳能极端Ultravioet监控(EUVM)和中性的气体和离子质谱仪(NGIMS)数据集gydF4y2Ba

MAVEN是环绕火星2014年9月以来调查火星大气逃逸过程控制的太阳能和大气营力gydF4y2Ba48gydF4y2Ba。在这项研究中,我们使用了太阳紫外辐照度EUVM 3级数据gydF4y2Ba49gydF4y2Ba,从大气和空间物理实验室获得互动太阳能辐照度数据中心。我们选择305行作为光电有限公司的代理gydF4y2Ba2 gydF4y2Ba气氛在火星电离层产生光电子gydF4y2Ba50gydF4y2Ba和1025和1305行来源的共鸣地分散嗨Ly-βOI 1304大气光gydF4y2Ba13gydF4y2Ba,分别。显示三个辐照度数据在同一面板在无花果。gydF4y2Ba2gydF4y2Ba,太阳能1025年和1305年辐照度比例305年辐照度值8月31日,2016年。gydF4y2Ba

我们也使用O NGIMS 2级数据的数密度。在这项研究中,我们只使用入站测量近拱点附近(150 - 300公里高度范围)。补充图。gydF4y2Ba3gydF4y2Ba显示分箱(5公里5 h) O密度在150 - 300公里,是相同的无花果。gydF4y2Ba2 bgydF4y2Ba。补充图。gydF4y2Ba3罪犯gydF4y2Ba显示O密度变化的三个不同海拔范围(180 - 190公里,190 - 200公里,和200 - 210公里),也与图一致。gydF4y2Ba2汉英gydF4y2Ba。分析他们的平均日变化,我们计算使用一天窗口运行平均值(蓝点)。补充图。gydF4y2Ba3情况gydF4y2Ba显示MAVEN几何数据。我们可以看到,MAVEN职位发展从阴面的光面在《终结者》。gydF4y2Ba

火星快车(墨西哥人)/光谱学调查火星大气的特点(SPICAM)数据集gydF4y2Ba

墨西哥人环绕火星2003年12月以来,收集全面的数据集,包括大气含水量与SPICAM乐器gydF4y2Ba22gydF4y2Ba。在这项研究中,我们使用了体积混合比火星大气中的水蒸气从SPICAM检索测量参考。gydF4y2Ba18gydF4y2Ba。根据切向的态度,我们将测量分成四个高度范围(20 - 40公里,40 - 60公里,60 - 80公里,和80 - 90公里),如无花果所示。gydF4y2Ba2 ngydF4y2Ba。补充图。gydF4y2Ba2 gydF4y2Ba也显示了SPICAM观察的报道。在20公里的高度范围,涵盖北半球和南半球SPICAM测量,而他们只是来自南半球在60 - 90公里的范围内。gydF4y2Ba

好奇心/罗孚环境监测站(REMS)数据集gydF4y2Ba

好奇号着陆在盖尔陨石坑137.4°E的经度和纬度4.6°S 2012年8月初gydF4y2Ba51gydF4y2Ba。此后,探测器进行各种实验和观察研究火星上的宜居环境,包括与雷姆的气象仪器gydF4y2Ba25gydF4y2Ba。Hisaki望远镜观测到火星高层大气时,探测器旅行结束了一个叫做穆雷山丘地区,西南~ 8公里的着陆地点,雷姆仪器监测大气条件。在这项研究中,我们使用一个数据集的空气温度和压强REMS-reduced数据存储在NASA行星数据系统。我们当地时间内平均这些测量6 h和18 h关注他们的光面变化如无花果所示。gydF4y2Ba3 cgydF4y2Ba。gydF4y2Ba