利用小域云解析模型模拟不同行星重力下的对流与云
地球与行星天体物理
2023-02-22 v2
摘要
在本研究中，我们采用云解析模型（CRM）考察重力如何影响小域（96 km × 96 km）辐射-对流平衡（RCE）中的对流与云。实验水平网格间距为1 km，可分辨大（> 1 km）对流胞。我们发现，在给定恒星通量下，海表温度随重力减小而升高。这是因为低重力行星具有更大的水汽含量和更多云，导致小域内晴空温室效应更强、云增暖效应也更强。通过在不同重力值下增加恒星通量，我们发现对流从准稳态转变为振荡态。在振荡态中，存在周期为数天的对流循环，由伴有强地表降水的短暂湿润阶段和无地表降水的干燥阶段组成。当对流转为振荡态时，水汽含量和高层云量显著增加，导致快速增暖。过渡到振荡态后，云净正辐射效应随恒星通量增加而减小，表明一种稳定气候的效应。在准稳态下，由于低重力行星大气高度更大，CO的大气吸收特征更易探测。而在振荡态中，高层云几乎掩盖了所有吸收特征，使大气成分难以表征。
引用
@article{arxiv.2212.02832,
title = {Convection and Clouds under Different Planetary Gravities Simulated by a Small-domain Cloud-resolving Model},
author = {Jiachen Liu and Jun Yang and Yixiao Zhang and Zhihong Tan},
journal= {arXiv preprint arXiv:2212.02832},
year = {2023}
}
备注
21 pages, 14 figures, 1 table, accepted for publication in the Astrophysical Journal