Resumen de Meteorología mesoescalar en Marte

Jorge Pla García, Scot C. R. Rafkin

• español

  El auge de la exploración marciana a partir de la década de los noventa, junto con la optimización de los modelos meteorológicos terrestres de área limitada, ha propiciado el escenario ideal para la adaptación de este tipo de modelos a la atmósfera de Marte. Su uso se ha convertido en una parte fundamental para la interpretación de los datos generados por las misiones espaciales al planeta rojo y para proporcionar las restricciones de sus condiciones ambientales. Además se han convertido en una herramienta fundamental para la evaluación de riesgos en la etapa de entrada, descenso y aterrizaje de las misiones al planeta rojo. Las circulaciones de mesoescala en Marte que contribuyen notablemente a la estructura y dinámica de la atmósfera son los vientos de ladera, los procesos de inyección de polvo atmosférico y los procesos de transporte de volátiles en la capa límite atmosférica. En este artículo se incluye también a modo de ejemplo de modelización mesoescalar de Marte la simulación meteorológica con el modelo MRAMS del cráter Gale donde el rover Curiosity de la misión Mars Science Laboratory (MSL) de la NASA aterrizó en agosto de 2012 con la estación meteorológica española REMS a bordo, la cual servirá además para validar el modelo. Las interpretaciones meteorológicas revelan un entorno meteorológico dinámicamente muy complejo. Dentro del cráter se producen circulaciones atmosféricas, fruto de la suma no lineal de las escalas local, regional y sinóptica. Se pueden distinguir claramente dos periodos atmosféricos en el cráter: periodo semiaislado, durante gran parte del año marciano (Ls 0, 90 y 180) y periodo de mezcla, durante el verano (Ls 270). En el periodo semiaislado, un flujo de masas de aire pasa por encima del cráter y genera una capa límite muy estable, los vientos son de componente sur y las masas de aire en el suelo del cráter son generalmente más frías que la del exterior, por ello, los vientos de laderas descendentes, de origen termodinámico, generalmente no se introducen en el cráter, por lo que el nivel de mezcla es muy bajo. Sin embargo durante el verano (Ls 270) los vientos son los más fuertes de todo el año, sobre todo durante la noche, siendo generalmente de componente norte. Esta estación (Ls 270) es única en el cráter, ya que las masas de aire interiores se mezclan con la atmósfera externa debido a los fortísimos flujos del norte que inundan completamente el cráter por procesos dinámicos conocidos como ondas de montaña.

• English

  The revitalizing of Mars exploration in the early 1990s combined with the maturation of terrestrial mesoscale modeling codes provided fertile ground for the application of suitably modified models to the atmosphere of Mars. The use of mesoscale models, particular for Mars, has become an integral part of interpreting the data returned from missions and providing constraints and bounds on environmental conditions in support of mission planning and operations. Mesoscale models are ideal tools for greatly minimize risk during entry, descent, and landing phases. Slope winds, dust injection processes and atmospheric volatiles transport are the main Mars mesoscale circulations that affect the atmospheric structure and dynamics. In this article is also included as an example the meteorological simulation of Gale Crater environment, in which the Mars Science Laboratory (MSL) Rover Curiosity landed in August 2012, with the spanish weather station Rover Environmental Monitoring Station (REMS) aboard.

  The observational data record provides sufficient means against which to evaluate mesoscale model.

  Meteorological interpretations show a dynamically complex environment. Local, regional and synoptic scales all interact in nonlinear ways to produce the observed weather. Two different atmospheric periods could be distinguished inside the crater: semi-isolated period during most of the martian year (Ls 0, 90 and 180) and mixing period during the summer (Ls 270). During the semi-isolated period, warm air from south overrides the crater creating a very stable boundary layer. Crater air mass is generally much colder than outside the crater forcing downslope flows, thermodynamically driven, to not scour crater and hence decreasing mixing level in this period. Ls 270 was shown to be an anomalous season when air within and outside the crater was well mixed by strong, flushing, northerly flow and large amplitude breaking mountain waves. At other seasons, the air in the crater was more isolated form the surrounding environment.