土星大气的全球气候模拟。第四部分：平流层赤道振荡

卡西尼号搭载的复合红外光谱仪（CIRS）揭示了平流层温度的赤道振荡，令人联想到地球的准两年振荡（QBO），以及土星环下方的异常高温。为了更好地理解土星平流层大气环流的这些主要特征，我们将此前用于研究对流层动力学、急流形成和行星尺度波动活动的 DYNAMICO-Saturn 全球气候模式（GCM）向更高海拔扩展。首先，我们研究了更高的模式顶层对对流层纬向急流和动能分布的影响。抬高模式顶层可防止能量和涡度在对流层顶高度累积。具有 1/2$^{\circ}$ 纬度/经度分辨率且抬高了模式顶层的参考 GCM 模拟表现出由可分辨的行星尺度波动产生的类 QBO 振荡。然而，其周期比观测更不规则，且向下传播比观测更快。此外，与 CIRS 观测反演结果相比，模拟的类 QBO 振荡对赤道温度异常振幅和该赤道振荡的垂直特征长度均低估了一半。此类类 QBO 振荡主要由向西传播的波动驱动；向东波动强迫的显著缺乏解释了类 QBO 振荡中东向相位的波动。在 20$^{\circ}$N 和 20$^{\circ}$S 纬度，DYNAMICO-Saturn GCM 表现出若干强季节性东向急流，交替出现于北半球和南半球。这些急流与土星环的阴影相关。通过使用无土星环阴影的 GCM 模拟，我们展示了其对土星平流层动力学的影响。剩余平均环流和涡动强迫均受到土星环阴影的影响。