TRAPPIST-1e 大气中臭氧分布的仿真不对称性

TRAPPIST-1e 是一颗围绕M型星星位于宜居带的潮汐锁定 rocky 行星。预期将揭示新的岩石行星及其周围M型星星大气。为了解释这些未来的观测，我们需要对此类行星的大气进行建模。我们为TRAPPIST-1e配置了CESM2-WACCM6化学气候模型，假设初始为类似地球的大气组成。我们的目标是表征可能的臭氧(O$_3$)分布，并探讨其如何受由山地形成的大气循环影响，使用Helmholtz风分解和纬向质量流函数。该模型包括类似地球的山地形， substellar point 被置于太平洋 Ocean 上。就这种情形而言，我们的分析显示模拟的 O$_3$ 分布存在南北方向不对称性。O$_3$浓度在压力 $>10$ hPa（即在约30公里以下）靠近南极最高。这一不对称性源于北半球更高的陆地覆盖率，这会导致近地面流动中的阻力，从而导致纬向对流循环不对称。催化剂种类大致呈对称分布，未被发现是 O$_3$ 不对称的主要驱动因素。总臭氧柱(TOC)密度相对于地球较高，南极为8000 Dobson Units (DU)，北极为2000 DU。结果强调了 O$_3$ 对模型参数的敏感性，说明在包含类似地球的山地形后，如何影响大气动力学和 O$_3$ 分布。这种地表特征与大气动力学之间的联系凸显了在研究类行星大气时，如何影响用于解释观测结果的模型参数的重要性。