类地行星大气潮汐力矩的通用频率依赖性

热大气潮对类地行星的自转有强烈影响，可将行星锁定于非同步的平衡自转状态。我们旨在刻画由半日热潮引起、依赖于潮汐频率、行星轨道半径和大气表面压力的潮汐力矩。潮汐力矩由使用通用版 LMDZ 大气环流模型（GCM）在氮主导大气情形下对大气气候与平均流的全三维模拟计算而得。数值结果借助一个更新的线性分析框架进行讨论。推导了控制力矩随行星轨道半径与表面压力演化的幂律标度关系。潮汐力矩表现出 i) 同步附近的熱峰值，ii) 高频范围内与 Lamb 模激发相关的共振峰，以及 iii) 这些共振之外的明确频率斜率。这些特征可由我们的线性理论很好解释。无论恒星-行星距离与表面压力如何，经相关幂律重新标度后的力矩频谱总呈现相同行为。这使我们能提供单一且易用的经验公式，描述整个参数空间上的大气潮汐力矩。借助该公式，大气潮汐力矩的影响可以计算高效且相对准确的方式纳入行星自转动力学演化模型中。