使用三维云分辨气候模型研究高地轴角系外类地行星的气候
地球与行星天体物理
2022-11-30 v1
摘要
行星气候受行星轨道参数（如地轴倾角、离心率和进动）的强烈影响。在系外行星系统中，系外类地行星应具有各种地轴倾角。由于入射分布的季节性变化，高地轴倾角行星将具有极端的季节性循环。在此，我们引入非静力二十面体大气模型 (NICAM)（一种全球云分辨模型）来研究高地轴倾角行星的气候。该模型可以显式模拟三维云分布和水汽的垂直输送。我们使用超级计算机 FUGAKU 对系外类地行星气候进行了高分辨率模拟。我们假设了以 1 bar 空气为背景大气的海洋行星配置，并设置了四种不同的地轴倾角（、、 和 ）。我们运行了两组模拟：1) 低分辨率（约 220 km 网格，作为系外行星科学中通用环流模型的标准分辨率）并采用云形成的参数化，以及 2) 高分辨率（约 14 km 网格）并采用显式云微物理方案。结果表明，采用显式云微物理处理的高分辨率模拟揭示了更温暖的气候，这是由于较低的低云比例和大气中大量水汽所致。这意味着云相关过程的处理导致了高地轴倾角情况下不同分辨率气候状态之间的差异。
引用
@article{arxiv.2210.05094,
title = {Climate of high obliquity exo-terrestrial planets with a three-dimensional cloud system resolving climate model},
author = {Takanori Kodama and Daisuke Takasuka and Sam Sherriff-Tadano and Takeshi Kuroda and Tomoki Miyakawa and Ayako Abe-Ouchi and Masaki Satoh},
journal= {arXiv preprint arXiv:2210.05094},
year = {2022}
}
备注
18 pages, 9 figure, 2 tables. Accepted for publication in The Astrophysical Journal