Труды КНЦ вып.9 (ГЕЛИОГЕОФИЗИКА вып. 5/2018(9))

DOI: 10.25702/KSC.2307-5252.2018.9.5.202-216 УДК 551.510 Ю.Н. Куликов МОДЕЛИРОВАНИЕ ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА АТМОСФЕРЫ МАРСА. ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ СРАВНЕНИЯ ВЫСОТНОГО ПРОФИЛЯ АТОМАРНОГО КИСЛОРОДА С ДАННЫМИ ИЗМЕРЕНИЙ СПЕКТРОМЕТРА SPICAM Аннотация На основе численного решения системы нестационарных пространственно­ одномерных уравнений химической кинетики для продуктов фотолиза СО 2 , О 2 и Н 2 О, образующихся в атмосфере под действием солнечного ультрафиолетового излучения, построена математическая модель химического состава атмосферы Марса. В модели также учитываются процессы диффузионного и турбулентного переноса газовых компонентов и конденсата водяного пара. Выполнено моделирование фотохимических и транспортных процессов в среднеширотной атмосфере планеты для сезона равноденствия и среднего уровня солнечной активности. Проведено сравнение рассчитанных профилей концентрации атомарного кислорода с данными измерений ночной инфракрасной эмиссии молекулярного кислорода в полосе 1.27 мкм спектрометром SPICAM с борта аппарата Mars Express. Обсуждаются найденные отличия и их возможные причины. Ключевые слова: фотохимия атмосферы, фотолиз углекислого газа, химическая кинетика, турбулентная диффузия, инфракрасное излучение молекулярного кислорода, атомарный кислород. Yu.N. Kulikov MODELING THE CHEMICAL COMPOSITION OF THE MARTIAN ATMOSPHERE. PRELIMINARY RESULTS OF COMPARING THE HEIGHT PROFILE OF ATOMIC OXYGEN WITH THE OBSERVATIONAL DATA BY THE SPICAM SPECTROMETER Abstract A mathematical model of the chemical composition of the martian atmosphere is developed which is based on a numerical solution of the time-dependent, one­ dimensional equations for chemical kinetics of the photolysis products of CO 2 , O 2 , and H 2 O, formed in the atmosphere exposed to the solar UV-radiation. The model also takes into account molecular and eddy diffusion of gas constituents, as well as, of the water condensate. The photochemical and transport processes in the middle-latitude Mars' atmosphere have been simulated for the equinox period under moderate solar activity conditions. The calculated height profiles of the atomic oxygen number density are compared with those recovered from the observational data of the Mars Express SPICAM spectrometer which measured the 1.27 |im IR-nightglow of molecular oxygen during its mission. Discrepancies between the recovered and modeled O densities are discussed. Keywords: atmospheric photochemistry, photolysis of carbon dioxide, chemical kinetics, turbulent diffusion, infra-red radiation of molecular oxygen, atomic oxygen. 202