连点成线 II：潮汐锁定类地系外行星气候动力学中的相变

我们研究潮汐锁定类地行星的3D大气动力学，具有类地大气和辐照，针对不同自转周期($P_{rot}=1-100$天)和行星尺寸($R_P=1-2 R_{Earth}$)，以空前精细的程度。我们精确识别了三个气候状态转变区域，这些区域与驻留热带和热带外罗斯贝波的相变有关。我们确认快速自转行星上的气候可能呈现多种状态(对于$R_P=2 R_{Earth}$为$P_{rot}\leq 12$天)。然而，我们的研究首次确定了与不同气候状态相关的行星波类型：第一状态由具有快速赤道超旋转的驻留热带罗斯贝波主导。第二状态由具有高速西风急流和较慢风速的驻留热带外罗斯贝波主导。对于非常快速的自转(对于$R_P=2 R_{Earth}$为$P_{rot}\leq 5$~天)，我们发现另一个气候状态转变，其中驻留热带和热带外罗斯贝波都能在行星上容纳。因此，第三种状态混合两种行星波成为可能，表现出三急流。不同气候状态可能是可观测的，因为上层大气的热斑相对于亚恒星点在第一状态向东偏移，在第二状态向西偏移，第三状态显示出横跨亚恒星点的斑点的经向“涂抹”。我们进一步表明，我们研究中最大的快速自转行星展现出已知来自热木星的大气特征，如快速赤道超旋转和上层大气中的温度V形结构。