温带潮汐锁定系外行星的对流解析三维模型
地球与行星天体物理
2021-06-09 v1
摘要
在 M 矮星宜居带内已知的类地尺寸系外行星中，很大一部分预计为潮汐锁定。人们已做出大量努力研究此类行星的气候，特别是使用三维全球气候模型（GCM）。模拟这种极端环境的最大挑战之一是恰当表征子网格对流的影响。大多数 GCM 要么使用简化的对流调整参数化，要么使用复杂的（例如质量通量方案）针对地球调谐的参数化。改进对流表征的一种方法是使用对流解析数值模型（CRM）以精细空间分辨率研究对流。在本研究中，我们开发了一个 CRM，将非静力动力核心 WRF 与 LMD-Generic 气候模型的辐射传输及云/降水模型耦合，以研究潮汐锁定行星（重点关注 Proxima b）上的对流和云。假设类地大气，针对 3 种表面温度（对应三种不同入射通量）和 2 种自转速率进行了模拟。我们研究的主要结果是：虽然我们重现了 GCM 的预测，即（低空）云反照率随恒星通量增加而增大，但由于对流瞬时聚集导致部分云覆盖较低，云反馈要弱得多。
引用
@article{arxiv.2104.05559,
title = {3D convection-resolving model of temperate, tidally-locked exoplanets},
author = {Maxence Lefèvre and Martin Turbet and Raymond Pierrehumbert},
journal= {arXiv preprint arXiv:2104.05559},
year = {2021}
}
备注
Accepted for publications in The Astrophysical Journal. 42 pages, 14 figures, 1 table