高分辨率热木星大气流动

大气流动的全球环流模型（GCMs）现已被常规用于解释热木星的观测数据。Fromang 等人（2016）的局域“赤道 $\beta$-平面”模拟揭示，当水平分辨率超过全球模型通常所能达到的分辨率时，赤道急流的斜压（水平切变）不稳定性会出现；该不稳定性可能限制风速并导致大气变率增加。为探讨这一可能性，我们改造了计算高效的伪谱 PlaSim GCM（最初为地球研究设计）以模拟热木星大气流动，并在 Heng 等人（2011）的参考基准上对其验证。随后我们给出 HD209458b 的高分辨率全球模型，水平分辨率为 T85（128x256）和 T127（192x384）。尽管分辨率相当高，这些全球模型中并未重现 $\beta$-平面模拟中发现的斜压不稳定性现象。然而，高分辨率模型确实展现出长时标（约 100 行星日或更长）上的额外流动变率，而低分辨率模型中不存在该变率。其表现为赤道风南北对称的破缺。通过对不同分辨率的流动进行后处理（假设无云情形），我们表明高分辨率下更强的流动变率并未转化为显著更强的昼侧红外辐射通量变率。更一般地，我们的结果表明，捕捉热木星大气流动的关键特征并不需要高水平分辨率。