p Uma equipe de pesquisadores do MIPT e seus colegas alemães e japoneses projetaram um modelo numérico do ciclo anual da água na atmosfera marciana. Anteriormente, os cientistas concentraram suas pesquisas em partículas de poeira transportadas pelo ar relativamente grandes que servem como núcleos de condensação de água em Marte. Neste estudo, a equipe do MIPT expandiu a análise para incluir partículas menores que são mais elusivas. Como resultado, os cálculos se mostraram mais precisos e consistentes com os dados obtidos dos orbitadores de Marte. O artigo foi publicado no Journal of Geophysical Research:Planets . p Alexander Rodin, o chefe do Laboratório de Espectroscopia Infravermelha Aplicada do MIPT, comentários:"Nosso modelo descreve os movimentos 3-D das massas de ar em Marte, transferência de radiação solar e infravermelha, transições de fase da água, e a microfísica das nuvens marcianas, que é fundamental para a circulação hidrológica do planeta. "

p Não há muita água no planeta vermelho, especialmente em sua atmosfera fria rarefeita. Se coletássemos toda a água atmosférica e a espalhássemos uniformemente na superfície do planeta, a camada teria apenas 20 mícrons de espessura. Embora a água esteja presente em Marte em uma concentração tão baixa, tem um grande impacto no clima do planeta. Por exemplo, nuvens se espalham e reemitem radiação infravermelha incidente, e o gelo condensado em partículas de aerossol remove a poeira da atmosfera. Por isso, a fim de obter uma melhor compreensão dos processos que ocorrem em Marte, é importante examinar as maneiras pelas quais o vapor de água e as partículas de gelo são transportados e redistribuídos entre as calotas polares sazonais.

p A água em Marte foi detectada pela primeira vez em 1963. Mais tarde, foi meticulosamente examinado por uma ampla gama de missões espaciais:da sonda Mariner 9 à estação orbital ExoMars. Uma das estações - Mars Express - tem um espectrômetro franco-belga-russo chamado SPICAM a bordo para estudar a atmosfera do planeta vermelho. Usando os dados coletados, os cientistas projetaram um modelo da atmosfera marciana que mais tarde foi aprimorado e validado por simulações numéricas.

p Contudo, os cálculos nem sempre correspondem aos dados observacionais reais. Todos os modelos numéricos são baseados na noção de condensação de água em aerossóis suspensos na atmosfera - esse processo é a base da formação de nuvens. Consequentemente, os resultados da modelagem dependem muito da distribuição do tamanho das partículas de aerossol, cuja natureza ainda não está totalmente clara. Esta distribuição é geralmente considerada como tendo apenas um pico. No entanto, observações recentes mostraram que dois picos na distribuição também são possíveis durante certas estações marcianas. Nesse caso, a distribuição é chamada bimodal.

p A equipe de pesquisa, liderado por Alexander Rodin e Paul Hartogh, projetou um modelo do ciclo hidrológico do planeta vermelho com base em uma distribuição de tamanho bimodal de partículas de aerossol. Fazer isso, os cientistas usaram um modelo de circulação geral da atmosfera marciana desenvolvido no Instituto Max Planck, que é conhecido como MAOAM, abreviação de Martian Atmosphere Observation and Modeling. A simulação 3D confiável da circulação atmosférica ajudou a equipe a construir um modelo teórico fornecendo uma explicação qualitativa das transições de fase da água, bem como sua transferência na atmosfera.

p Os cientistas descobriram que a concentração de água atinge seu pico no Pólo Norte, quando o hemisfério Norte passa pelo verão. Conforme o inverno se aproxima, a densidade das partículas de vapor no ar diminui gradualmente, o que pode significar que a água se condensa e cai na superfície do planeta como precipitação. Os resultados dos cálculos são quase idênticos aos do mapa SPICAM, com pequenas diferenças no caso de períodos em que a concentração de água atmosférica atinge o pico.

p Além disso, os cientistas usaram o mesmo método para calcular a densidade e distribuição atmosférica de nuvens formadas por cristais de gelo microscópicos. Descobriu-se que a maior parte do gelo estava localizada acima do equador precisamente no momento em que a densidade do vapor de água atingiu seu máximo no Pólo Norte, ou seja, durante o verão do norte.

p Os cientistas destacam que os resultados obtidos pela abordagem bimodal diferem dos cálculos em que a distribuição do tamanho das partículas teve apenas um pico. A modelagem bimodal mostrou-se mais precisa e em linha com os dados experimentais. Assim, por exemplo, cálculos monomodais diminuem a altitude das nuvens de gelo e divergem dos resultados das observações durante as estações, quando a densidade do vapor d'água atinge seu máximo.

p Em 2014, Os cientistas do MIPT estudaram a distribuição do vapor d'água na atmosfera do planeta vermelho usando os dados coletados pelo espectrômetro SPICAM. Em particular, eles observaram que as concentrações de vapor variaram ao longo do ano. Mais tarde, os pesquisadores lançaram um site dedicado à pesquisa da atmosfera marciana.