褐矮星的大气环流：喷流、涡旋与时间变率

多种观测证据表明褐矮星表现出活跃的大气环流。在本研究中，我们利用浅水模型 investigate 这些快速旋转天体对流层上方分层层中的全球大气动力学。我们表明，大气环流的存在和性质关键取决于能量注入率和辐射时标等关键参数。在强内部热通量和弱辐射耗散条件下，大气湍流与行星旋转的相互作用会自发涌现出由东西向喷流组成的带状流型。相反，当内部热通量较弱和/或辐射耗散较强时，注入大气的湍流在自组织成喷流之前即被阻尼，导致流动由瞬变涡旋和各向同性湍流主导。模拟结果对强迫形式不太敏感。基于喷流主导 regime 与涡旋主导 regime 之间过渡的位置，我们推测由于这些天体上强烈的辐射阻尼，许多褐矮星的大气环流可能由涡旋和湍流主导（而非喷流），但在某些现实条件下喷流结构也是可能的。我们模拟的光变曲线捕捉到了观测到的褐矮星红外光变曲线的重要特征，包括百分之几的振幅变化以及在单峰和多峰结构之间波动的形状。更广泛地说，我们的工作表明浅水系统为阐明这些天体动力学的基本方面提供了有用的工具。