这项火星大气模式研发及模拟研究的重要进展，由中国科学院大气所研究员王斌、正高级工程师董理、博士研究生刘帅等与合作者完成，相关成果论文在最新一期专业学术期刊《大气科学进展》(AAS)发表。

　　为何研发火星大气环流模式

　　科研团队介绍说，作为一颗与地球最为相似的太阳系“姊妹星”，火星始终以其神秘面貌召唤着人类的探索。不过，火星也潜藏着致命威胁，包括稀薄的大气、强烈的辐射、巨型的沙尘暴等。正如电影《火星救援》所展现的，一场突如其来的剧烈沙尘暴，足以让设备失灵，令人类的探索任务陷入绝境。

　　从广义上看，火星的沙尘循环系统涵盖所有与沙尘相关的过程与机制，包含各种尺度的沙尘暴。这一系统在塑造火星日常天气的同时，更在其长期气候演化中扮演着核心角色。其中，火星上随机爆发的全球性沙尘暴，是典型的极端天气事件，也是引发火星气候出现显著年际变率的主要驱动力。

　　尽管火星是人类迄今观测数据最丰富的地外行星，但现有数据在时间连续性、空间覆盖度和时空分辨率方面仍存在明显局限。因此，要看清火星沙尘循环的全貌，大气数值模式显得尤为重要，它基于火星大气物理理论构建数学模型，依托超级计算机求解复杂的控制方程组，从而实现对火星气候系统的全面模拟与预测。

　　随着“天问”系列任务的成功实施与稳步筹备，中国火星探测已迈入全新阶段，对火星大气环境尤其是对沙尘循环的认知需求日益迫切。为填补中国在火星数值模拟领域长期存在的自主模式空白，首个中国自主研发的火星大气环流模式应运而生。

　　如何系统模拟火星沙尘循环

　　在本项研究中，科研团队基于中国研发的新一代火星大气环流模式，对火星沙尘循环开展系统性模拟研究，重点展示沙尘循环的多时间尺度变率，并成功模拟出其中最具挑战的、也是火星大气模拟公认难点之一的年际变率。

　　他们通过在边界层中引入沙尘湍流混合过程，并结合对地表起沙通量的合理约束，完成长达50个火星年(1个火星年约合2个地球年)的沙尘循环模拟，系统探究其多时间尺度变率特征。其中，GoMars完整模拟出火星沙尘在大气中的运动过程，包括尘卷风和风应力沙尘抬升、沙尘的平流和沉降等。