1 概述
火星尘卷风（Dust Devils, DDs）是火星大气中一种常见的对流涡旋运动，因太阳对地表加热不均匀而形成。外围的空气通过靠近地面的薄层被地面加热后流向中心，继而外围空气的旋转能量在中心增强而形成尘卷风。尘卷风轨迹（Dust Devils Tracks, DDTs）是尘卷风途径留下的深色或明亮的表面痕迹。根据形态和周围环境的反照率可以将尘卷风轨迹分为以下三类：深色连续的DDTs，明亮连续的DDTs和深色摆线性的DDTs。
 “天问三号”火星采样任务预计于2028年发射，2030年采样返回。由于火星距离太阳较远，火星车可接受的太阳辐射较少。此外，火星沙尘暴带来沙尘堆积在太阳能帆板上，可能会导致火星车的太阳能帆板受损，电力持续下降而进入休眠状态，甚至可能永久无法唤醒。根据前人研究（Ralph D. Lorenz，2020）“旅居者号”（Sojourner）因沙尘的覆盖使其功率每天下降0.28%，而“勇气号”（Spirit）和“机遇号”（Opportunity）在火星探测任务期间历经的“清洁事件”都与尘卷风密切联系，有效的延长了探测器的寿命。尘卷风可以清除太阳能电板上的沙尘，延长火星车的寿命和工作时间。因此，评估火星车太阳能帆板的 “清洁”周期为火星探测任务的成功执行提供稳定的能源，保证火星车探测任务的高效持续开展。
2 数据来源
“天问三号”着陆区选址保证工程安全要求（高程-3000m以下，纬度介于17- 30N°）。本文采用数据来自火星勘测轨道飞行器（Mars Reconnaissance Orbiter, MRO）搭载的背景相机(Context Camera, CTX)和高分辨率成像科学设备(High Resolution Imaging Science Experiment, HiRISE)。CTX相机提供全色背景成像，分辨率为6m/pixel。同时，HiRISE相机作为精度最高的火星勘探设备之一，分辨率为0.25m/pixel。通过CTX和HiRISE对“天问三号”预选着陆区内的尘卷风进行识别和提取，建立火星Chryse Planitia的尘卷风时空数据库，计算尘卷风的产率以及分析尘卷风“清洁”周期。
3  尘卷风识别
本文为了研究Chryse Planitia不同位置的尘卷风产率和“清洁”周期，需识别同一位置不同时间（不超过100sol）的CTX和HiRISE像对中新生成的尘卷风轨迹（newly DDTs）。尘卷风轨迹在形态上呈现线性、曲线、弯曲或环状条纹。不同于风成条纹形态上的规则平行，尘卷风整体显得杂乱无章。首先，将所用的像对配准到CTX底图并投影在火星2000地理坐标系中，通过对像对进行比值计算，消除影像之间相同的地形地貌影响，提高目视解译的精度，识别提取新生成的DDTs，并且排除风成条纹的干扰。
4 结果
基于DDTs的形成率在火星大气活动中呈现季节性和规律性。本文对尘卷风的研究主要包括以下内容：（1）目前已识别Chryse Planitia研究区内3124条新形成的尘卷风轨迹。测量DDTs的长度、宽度、曲率等；（2）统计DDTs的排列确定DD的移动方向和研究区的主要风向；（3）计算新形成的DDTs的形成速率；（4）分析在火星探测任务期间太阳能电池板“清洁”周期。进而分析和选择“天问三号”预选着陆区，辅助火星采样任务的顺利开展。

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