整体成分对近距系外行星大气动力学的影响

超级地球和迷你海王星可能拥有广泛的大气成分，从低分子量的 $H_2$ 大气到较高分子量的水、$CO_2$、$N_2$ 或其他物种大气。在此，我们使用理想的三维大气环流模型 (GCM)，系统地研究了大气整体成分对潮汐锁定亚木星大小行星的温度和风分布的影响。整体成分效应在两个独立变量的框架下进行表征：分子量和摩尔热容。分子量的效应占主导地位。随着分子量的增加，大气往往具有更大的昼夜温差、热相位曲线中更小的东向相位偏移以及更小的纬向风速。赤道超旋转喷流的宽度也变窄，且纬向平均喷流速度最大化的“喷流核心”区域移动到更高的压力层。在较高分子量的大气中，纬向平均纬向风更容易表现出纬度交替的模式。我们还提出了分析理论，定量解释了上述趋势并阐明了潜在的力学机制。这些趋势可用于间接确定潮汐锁定亚木星大小行星的大气成分。摩尔热容的影响通常较小。但如果垂直温度剖面接近绝热，摩尔热容将在控制从高层大气的发散流到低层大气的喷流主导流的转变中发挥重要作用。