环绕不同类型宿主恒星的类地系外行星的三维气候建模

类地行星的潜在宜居性通常由其表面可能存在液态水来定义。液态水的潜在存在取决于许多因素，其中最重要的是表面温度。行星大气的性质及其与宿主恒星提供的辐射能量的相互作用在此具有决定性意义。在本研究中，我们应用一个考虑局部和动力过程的三维地球气候模型，调查了不同主序星对类地系外行星气候及其潜在宜居性的影响。计算是针对具有类地大气的行星进行的，其轨道距离使得从各种宿主恒星接收到的总能量等于太阳常数。与之前的三维建模研究相比，我们包含了臭氧辐射加热对大气垂直温度结构的影响。将获得的全局轨道平均结果与一维辐射对流气候模型的结果进行了比较。不同的恒星光谱能量分布导致了不同的表面温度，并且由于臭氧加热，导致了非常不同的垂直温度结构。正如之前的一维研究，我们发现围绕 K 型恒星的类地行星表面温度较高，而围绕 F 型恒星的行星表面温度较低，这与围绕太阳的类地行星相比而言。然而，这种效应在三维模型结果中比在一维模型中更为显著，因为三维模型考虑了冰 - 反照率和水蒸气反馈等反馈过程。一维模型是否能近似三维模型结果的全局平均值，很大程度上取决于一维模型中用于确定水蒸气剖面的相对湿度剖面的选择。