نظام نمذجة الغلاف الجوي الإقليمي للمريخ

📅 آخر تحديث: ٤ أغسطس ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٤ أغسطس ٢٠٢٦
الموسوعة الحرة

نظام نمذجة الغلاف الجوي الإقليمي للمريخ ( MRAMS ) هو برنامج حاسوبي يحاكي دورات الغلاف الجوي للمريخ على المستويين الإقليمي والمحلي. [ 1 ] وقد طُوّر نظام MRAMS بواسطة سكوت رافكين وتيموثي مايكلز، وهو مشتق من نظام نمذجة الغلاف الجوي الإقليمي (RAMS) الذي طوره ويليام ر. كوتون وروجر أ. بيلكي لدراسة دورات الغلاف الجوي على الأرض. [ 2 ]

تشمل الميزات الرئيسية لبرنامج MRAMS نموذجًا فيزيائيًا للغلاف الجوي يتضمن ديناميكيات غير هيدروستاتيكية وقابلة للانضغاط بالكامل، ونموذجًا صريحًا لغبار الغلاف الجوي والماء وجليد ثاني أكسيد الكربون ، ونموذجًا تنبؤيًا كاملًا للتربة السطحية يشمل ترسب ثاني أكسيد الكربون وتساميه . وقد استخدمت العديد من مشاريع استكشاف المريخ ، بما في ذلك مركبات استكشاف المريخ الجوالة [ 3 ] ، ومهمة فينيكس سكاوت ، ومختبر علوم المريخ ، برنامج MRAMS لدراسة مجموعة متنوعة من دورات الغلاف الجوي.

يعمل نظام MRAMS على المستويين المتوسط ​​والصغير، حيث يقوم بنمذجة ومحاكاة الغلاف الجوي للمريخ. وتتيح له نمذجة النطاق الأصغر الحصول على نقاط بيانات ونماذج ذات دقة أعلى فوق التضاريس المعقدة. وهو قادر على تحديد التدفقات الناتجة عن التضاريس، مثل الرياح الهابطة والصاعدة عبر الوديان والجبال، والتي تُحدث تغييرات في دوران الغلاف الجوي. [ 4 ]

بناء

النواة الديناميكية

يتمثل دور النواة الديناميكية في حل معادلات ميكانيكا الموائع المتعلقة بديناميكيات الغلاف الجوي. [ 5 ] تستند المعادلات في النواة الديناميكية لنظام MRAMS إلى معادلات رينولدز المتوسطة لحجم الشبكة الأولية. وتهدف المعادلات ذات الصلة إلى حساب الزخم، والديناميكا الحرارية، والمواد المتتبعة، وقانون حفظ الكتلة. وتدمج النواة الديناميكية لنظام MRAMS معادلات الزخم، والديناميكا الحرارية (تبادل الحرارة بين الغلاف الجوي والسطح)، والمواد المتتبعة، وقانون حفظ الكتلة.

المعلمات

تم تطوير النواة الديناميكية لبرنامج MRAMS من برنامج RAMS، وقد خضعت لتغييرات كبيرة لمراعاة الاختلاف الكبير في الغلاف الجوي بين المريخ والأرض. وتقوم بعض نماذج MRAMS بتحديد معلمات للعديد من الخصائص، بما في ذلك الغبار ورفعه، والفيزياء الدقيقة للسحب، وانتقال الإشعاع، والتضاريس شديدة الانحدار. [ 6 ]

شبكة

يعمل نظام MRAMS على نطاق متوسط، ولذلك فهو أداة إقليمية وليست عالمية، مما يجعله دقيقًا في جمع البيانات حول التضاريس المعقدة والمتغيرة. تُصنّف أنواع الشبكات الحسابية المُطوّرة لنظام MRAMS ضمن نوع أراكاوا C. [ 1 ] تتميز الشبكة بتباعد غير منتظم، مما يستلزم استخدام تقنية تغيير المقياس. وتعود الدقة العالية لنظام MRAMS إلى استخدام نظام الشبكة ثنائي الاتجاه المتداخل. يتضمن هذا النظام شبكة رئيسية تُحدد طبقات الحدود الأولية، وشبكة أدق لجمع البيانات بدقة. [ 1 ]

مراجع

  1. 1 2 3 رافكين، إس سي آر، هابرلي، آر إم، وتي آي مايكلز، 2001: نظام نمذجة الغلاف الجوي الإقليمي للمريخ (MRAMS): وصف النموذج ومحاكاة مختارة. إيكاروس، 151، 228-256.
  2. ↑ Pielke, RA; Cotton, WR; Walko, RL; Tremback, CJ; Lyons, WA; Grasso, LD; Nicholls, ME; Moran, MD; Wesley, DA; Lee, TJ; Copeland, JH, 1992: نظام نمذجة أرصاد جوية شامل: RAMS Meteorology and Atmospheric Physics، المجلد 49، العدد 1-4، الصفحات 69-91.
  3. ↑ رافكين، إس سي آر، وتي آي مايكلز، 2003: التنبؤات المناخية لمواقع الهبوط ذات الأولوية العالية لمركبة استكشاف المريخ لعام 2003. مجلة البحوث الجيوفيزيائية، 108، العدد E12، 10.1029/2002JE002027
  4. ↑ روجو، سارة (2019-06-20). "نمذجة النطاق المتوسط ​​باستخدام نظام نمذجة الغلاف الجوي الإقليمي للمريخ (MRAMS)" . ناسا . تم الاسترجاع في 30 أبريل 2020 .
  5. ↑ "DCMIP2016: مراجعة لتصميم النواة الديناميكية غير الهيدروستاتيكية والمقارنة بين النماذج المشاركة" (PDF) .
  6. ↑ رافكين، سكوت؛ مايكلز، تيموثي (ديسمبر 2019). "نظام نمذجة الغلاف الجوي الإقليمي للمريخ (MRAMS): الوضع الحالي والاتجاهات المستقبلية" . الغلاف الجوي . 10 (12): 747. Bibcode : 2019Atmos..10..747R . doi : 10.3390/atmos10120747 .