扁行星上由重力加速度纬度变化诱导的地转风

已知的系外行星群体包括紧密环绕其宿主恒星运行的巨行星和类地行星。此类行星经历显著的潮汐形变，可迫使行星进入同步自转状态。潮汐形变与向心加速度的综合效应导致这些行星的形状产生显著的非球对称性，相较于地球的轻微扁率，其最大重力加速度位于两极。本文表明，这种重力加速度的纬度变化对于模拟扁行星（包括太阳系内的类木行星、紧密轨道的热木星以及白矮星宜居带内的行星）的气候至关重要。我们比较了扁球体上重力加速度的一阶和三阶近似，并计算了由此非球对称性在一系列太阳系行星和系外行星上产生的地转风。对于地球而言，重力加速度的三阶变化可忽略不计，但对于木星、土星及类木系外行星则变得显著。这种重力加速度的纬度变化可通过遥感测量，此处提出的形式体系可应用于系外行星大气的一般环流气候建模研究。