【摘 要】
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火星是太阳系中与地球环境最类似的行星,是我国开展深空探测的重点目标。2020年7月23日,我国首次火星探测任务“天问一号”探测器成功发射,计划完成“绕、落、巡”三大目标。此次任务有两个预选着陆区,分别是克里斯平原（预选着陆区1）和乌托邦平原南部（预选着陆区2）。火星尘暴是指火星表面尘埃在剧烈的大气运动下形成的尘暴现象,发生在火星的所有季节,是火星最重要的大气活动之一,对探测任务造成的威胁诸多。火星
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火星是太阳系中与地球环境最类似的行星,是我国开展深空探测的重点目标。2020年7月23日,我国首次火星探测任务“天问一号”探测器成功发射,计划完成“绕、落、巡”三大目标。此次任务有两个预选着陆区,分别是克里斯平原（预选着陆区1）和乌托邦平原南部（预选着陆区2）。火星尘暴是指火星表面尘埃在剧烈的大气运动下形成的尘暴现象,发生在火星的所有季节,是火星最重要的大气活动之一,对探测任务造成的威胁诸多。火星尘暴的时空分布分析能力是我国火星探测任务中需要预先研究并且具有挑战性的关键技术之一,关系到着陆任务能否成功并影响着陆精度,以及探测器后续正常运行状况。本文的研究基于火星大气活动的重复性、季节性和规律性,研究内容包括以下四个方面:（1）利用由火星全球探勘者号携带的火星轨道摄影机和火星勘测轨道卫星携带的火星彩色成像仪拍摄的火星24至火星32年的每日全球地图,识别了以乌托邦平原南部为中心（17°N,107°E）半径为2000 km范围内的尘暴共计882个,并提取了这些尘暴的形状、面积和位置参数;（2）综合尘暴出现的频率、覆盖研究区面积百分比的加权平均和重复出现概率三个因子计算出乌托邦平原南部方圆2000 km范围内尘暴发生时间概率为0-14.13%。尘暴时间概率在全年范围内表现出明显的季节性和不均匀性,北半球春夏季的尘暴时间概率远低于秋冬季。尘暴频繁活动时间窗口有两个,分别为Ls=176-225°和Ls=302-355°;（3）将乌托邦平原南部方圆2000 km范围的区域划分为0.5°×0.5°的规则格网,计算出该区域内的尘暴空间概率（0-11.87%）,并发现尘暴空间概率分布受地形、尘暴源区、移动路径三个因素影响;（4）对比“天问一号”预选着陆区1和预选着陆区2内的尘暴活动概率,对预选着陆区内的尘暴活动进行时空安全性评价,选出安全的着陆时间为Ls=20-41°,并选出5个较安全着陆区域;（5）识别火星南北纬60°之间（非极区）面积大于105 km2的尘暴共4661个,对火星非极区的尘暴空间分布和时间概率进行研究,发现尘暴数量随纬度升高而增多,在靠近两极的地区尘暴分布最为密集。在全火星年内,尘暴的活跃期有两个,分别为Ls=150-240°和Ls=300-360°,尘暴时间概率最小的时期是Ls=93-116°。
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