基于MAVEN卫星的火星逃逸面温度研究:日变化与太阳活动性变化

火星逃逸面是理解其大气逃逸和演化过程的一个关键性概念.本文基于搭载在火星大气与挥发分演化(MAVEN)卫星上的中性气体与离子质谱仪测量的中性成分密度数据,计算了火星大气中四种含量最多的成分(即CO_(2)、O、N_(2)和CO)的逃逸面温度.计算结果显示这四种成分的逃逸面温度具有较强的变化性,对应平均值分别为174 K、152 K、195 K和193 K.计算出的四种成分的逃逸面温度均与其逃逸面高度成正相关而与其逃逸面密度成反相关.进一步的研究表明逃逸面温度具有很强的日变化和太阳活动性变化:(1)火星日侧逃逸面温度高于夜侧,14时到达最高值,2时到达最低值;(2)火星逃逸面温度随太阳极紫外辐射的增加而增加,这一效果在日侧更加显著.这些变化性是由不同的太阳极紫外波段的辐射能量注入对火星高层大气的不同加热程度导致的.