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潮湿锁定地形类系外行星闪电活动:基于暴风解析气候模型的表面压力范围研究

地球与行星天体物理 2025-08-28 v2 大气与海洋物理

摘要

阴天大气会产生电放电,包括闪电。闪电反过来提供足够的能量,将空气分子分解为活性物种,从而影响大气组成。潮湿锁定的岩石系外行星在M型星系中的气候可能伴随着日侧强烈且高度局部化的雷暴活动。产生闪电的对流云的分布和结构受多种气候参数的影响,其中关键参数之一是大气质量,即表面气压。在本研究中,我们使用全球暴风解析气候模型预测潮湿锁定系外行星上的雷暴发生情况,覆盖 various 表面压力范围。我们比较了两种闪电参数化方法:一种基于冰云微物理学,另一种基于对流云的垂直Extent。我们发现,两种参数化方法都预测,随着表面压力增加,闪电量单调递减,这是由于对流减弱和冰云减少所致。随着表面压力变化,行星上闪电的空间分布也会发生变化,响应于大尺度循环和大气垂直分层的变化。我们的研究为潮湿锁定类地系外行星的闪电活动提供了修正的高分辨率估计,对全球大气化学具有启示意义。

关键词

引用

@article{arxiv.2504.19883,
  title  = {Lightning activity on a tidally locked terrestrial exoplanet in storm-resolving simulations for a range of surface pressures},
  author = {Denis E. Sergeev and James W. McDermott and Lottie Woods and Marrick Braam and Jake K. Eager-Nash and Ian A. Boutle},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2504.19883},
  year   = {2025}
}

备注

12 pages, 7 figures; Accepted for publication in the Monthly Notices of the Royal Astronomical Society