热木星的大气环流：昼侧与夜侧温度差

低偏心率热木星的整相红外光变曲线显示出昼侧到夜侧的亮度温度差随平衡温度增加而增大的趋势。本文提出一个三维模型解释这一关系，以阐明控制潮汐锁定行星大气中热量再分配的过程。该三维模型将预测性解析理论（关于大气环流以及在一定平衡温度、大气成分和潜在摩擦拖曳强度范围内的昼侧-夜侧温度差）与验证该解析理论的大气环流数值解相结合。该解析理论表明，波的纵向传播调节热木星大气中的昼侧-夜侧温度差，类似于调节地球热带热结构的波调整机制。这些波在热木星大气中可通过辐射冷却或潜在摩擦拖曳而阻尼。这种摩擦拖曳可能由部分电离大气中背景磁场的洛伦兹力引起，并随温度增加而增强。此外，辐射加热和冷却的振幅随温度增加，因此辐射加热/冷却与摩擦拖曳都随平衡温度增高而更有效地阻尼波。在我们解析理论和数值模拟中，辐射加热和冷却在控制昼侧-夜侧温度差方面起最大作用，而摩擦拖曳仅当其强于科里奥利力时才重要。结果，热木星大气中的昼侧-夜侧温度差随恒星辐照增加而增大，随压力增加而减小。