行星大气中辐射通量与对流通量的简单模型

行星大气的一维（垂直）模型通常通过平衡净太阳与内能通量与净热辐射和对流热通量来确定平衡热结构。因此，短波和长波辐射传输的简单模型可深入揭示行星大气中的关键过程。本文针对行星对流层中的下行热辐射通量与净热辐射通量，推导了一个简单的解析表达式。我们假设大气在热波长处为非散射的，且在这些波长处不透明度为灰体。此外，我们采用遵循修正干绝热线的大气热结构，以及灰体热光学厚度与大气压力之间具有物理动机的幂律关系。为验证解析处理的准确性，我们将模型应用于金星、地球和无云木星，并与更精细的全物理工具进行比较，从而探索多样的大气条件。接着，我们通过考察热辐射通量剖面如何响应总灰体热光学厚度等关键物理参数的变化，以更好地理解解析模型。利用能量平衡论证，我们推导了所有具有厚大气的太阳系世界对流层的对流通量剖面，并提出了一种可实现这些剖面相互比较的缩放关系。最后，我们用解析处理讨论了行星大气中其他对流通量简单模型的有效性。我们的新表达式建立在数十年来行星大气解析建模工作之上，并进一步证明了简单通用工具在比较行星学研究中的效用。