干燥潮汐锁定岩质行星上的大气翻转环流主要由辐射冷却驱动
地球与行星天体物理
2023-04-25 v1 大气与海洋物理
摘要
在本研究中，我们考察了无水蒸气或其他物质凝结的干燥潮汐锁定岩质行星上大气翻转环流的驱动机制。我们发现主要驱动过程是 CO2（或其他不可凝结温室气体）的辐射冷却，而非 CO2 温室增温或恒星辐射。恒星辐射是根本机制而非直接机制。由于恒星辐射分布不均以及自由对流层中有效的水平能量输送，在远离恒星正下方区域存在强温度逆温。该逆温使得 CO2 对大气产生辐射冷却效应而非辐射增温效应，与地球大气平流层中的情形相同。该冷却效应产生负浮力并驱动大尺度下沉，支撑全球尺度翻转环流的形成。若大气中不含 CO2，无论恒星辐射水平如何，翻转环流都变得非常微弱。该机制完全不同于地球或潮湿潮汐锁定岩质行星上的大气翻转环流机制，后者的主导机制为潜热释放和/或斜压不稳定性。我们的研究增进了对潮汐锁定系外行星以及太阳系中其他干燥行星（如金星和火星）大气环流的理解。
引用
@article{arxiv.2206.07249,
title = {Atmospheric Overturning Circulation on Dry, Tidally-locked Rocky Planets is Mainly Driven by Radiative Cooling},
author = {Shuang Wang and Jun Yang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2206.07249},
year = {2023}
}