金星 H2SO4-H2O 气云系统的简单凝结模型
地球与行星天体物理
2022-07-22 v1
摘要
当前金星气候在很大程度上由全球覆盖的浓硫酸云调节，这些云由硫酸（H2SO4）和水（H2O）的二元凝结形成。为理解这一复杂的 H2SO4-H2O 气云系统，以往的理论研究要么采用复杂的微物理计算，要么假设 H2SO4 和 H2O 蒸气均遵循其饱和蒸气压。在本研究中，我们开发了一个简单的一维云凝结模型，包含 H2SO4 和 H2O 的凝结、扩散和沉降，但不包含详细微物理。我们的模型能够解释观测到的云和上部霾的质量载荷、云酸度、H2SO4 和 H2O 蒸气以及金星上 mode-2 粒子尺寸的垂直结构。我们发现，大部分 H2SO4 以凝聚相储存在 48 km 以上，而 H2O 在蒸气与云之间的分配较为复杂。云循环主要由 H2SO4 而非 H2O 的蒸发和凝结驱动，其强度约为 H2SO4 光化学循环的七倍。上层云中大部分凝聚态 H2O 在下落粒子到达中层云之前已蒸发。云酸度受温度以及 H2SO4 和 H2O 的凝结-蒸发循环影响。由于 H2SO4 蒸气的巨大化学生成量以及相对低效的云凝结，模拟得到的 60 km 以上 H2SO4 蒸气高度过饱和超过两个数量级，这可由未来观测检验。
引用
@article{arxiv.2207.10238,
title = {A Simple Condensation Model for the H2SO4-H2O Gas-cloud System on Venus},
author = {Longkang Dai and Xi Zhang and Wencheng D. Shao and Carver J. Bierson and Jun Cui},
journal= {arXiv preprint arXiv:2207.10238},
year = {2022}
}