热木星的环流:对初始条件的不敏感性
地球与行星天体物理
2013-06-12 v2
摘要
正在进行的对热木星的表征激发了对其大气环流的各种模拟。此类模拟必须从假设的初始状态开始积分,该状态通常取为无风静止状态。在此,我们研究了热木星大气环流模拟对初始条件的敏感性。我们考虑了两类模型:浅水模型(已被证明能成功阐明这些行星上的动力学机制)和文献中正在探索的完整三维模型。模型以纬向急流初始化,我们探索了多种不同的初始急流廓线。我们证明,在这两类模型中,最终的平衡状态均独立于初始条件——只要包含域底部的摩擦阻力和/或与指定行星内部的相互作用,从而使大气能够随时间相对于内部调整角动量。当包含此类机制时,否则相同但具有截然不同初始条件的模型都会收敛到相同的统计稳态。在某些情况下,模型表现出适度的时间变率;这种变率导致围绕统计稳态的随机波动,但我们强调,即使在这些情况下,统计稳态本身也不依赖于初始条件。尽管热木星环流模拟的结果取决于辐射强迫和摩擦阻力的细节(其中某些方面仍不确定),但我们得出结论,初始条件的设定并非不确定性的来源,至少在大多数当前模型所探索的参数范围内如此。
引用
@article{arxiv.1208.0126,
title = {Atmospheric circulation of hot Jupiters: insensitivity to initial conditions},
author = {Beibei Liu and Adam P. Showman},
journal= {arXiv preprint arXiv:1208.0126},
year = {2013}
}
备注
Revised version; accepted and published. 16 pages, 16 figures