泰坦上的海气相互作用：湖泊蒸发、大气环流与云形成

泰坦上丰富的湖泊和海洋通过通常称为海气相互作用的过程与大气交换甲烷蒸汽和能量。利用一个与下层湖泊的平板模型表示相耦合的大气中尺度模式，研究了这一湍流交换过程。通过数十次二维模拟，研究了湖泊大小、有效湖泊混合层深度、背景风速、空气-湖泊温差和大气湿度对海气相互作用过程的影响。一般的准稳态解是由蒸发的甲烷浮力驱动的极弱背景羽流环流与由湖泊上冷空气层与较暖内陆空气之间的热对比驱动的较强反向热直接（海风）环流的非线性叠加。具体解取决于所选大气和湖泊属性参数的值，但这两种环流叠加的一般解是持续存在的。与他人的先前解析工作一致，感热通量和潜热通量趋向于相反且相等的值，使得它们的比值——鲍文比——在大多数（但并非全部）准稳态解中趋近于 -1.0。重要的是，在几乎所有情景中，通量的绝对值趋向于非常小的值，使得平衡解也几乎是平凡解，其中海气能量交换约为 3 W m-2 或更小。在所有情况下，模式都产生一个寒冷、潮湿且静力稳定的浅空气层，具有近乎静风以及与较冷下层湖泊的微小湍流通量交换。湖泊温度、空气的海洋属性以及海风强度取决于初始条件，并在较小程度上取决于边界条件。