潮汐锁定系外行星上纵向不对称平流层振荡
地球与行星天体物理
2023-07-14 v1 大气与海洋物理
摘要
利用三维大气环流模式，我们表明，以比邻星b的行星与轨道参数模拟的潮汐锁定类地系外行星上的大气动力学支持一种纵向不对称平流层风振荡（LASO），类似于地球的准两年振荡（QBO）。在我们的模拟中，LASO的垂直范围为35–55 km，周期为5–6.5个月，峰峰值风速振幅为-70至+130 m/s，最大值出现在41 km高度。与QBO不同，LASO表现出与行星不对称热强迫以及由此产生的定常罗斯贝波相互作用相关的纵向不对称性。驱动LASO的赤道重力波源位于恒星下点深对流区以及西缘附近急流出口区，而不像QBO那样这些源在行星周围均匀分布。在纵向上，西缘经历最高风速，并且比其他经度更早发生反转。反恒星点仅经历微弱振荡，伴有非常短暂、低速的西向相位。地球上的QBO与水汽和臭氧等痕量气体丰度的波动相关，若这些气体存在，系外行星上也可能出现类似情况。在解释潮汐锁定系外行星的大气观测时，必须考虑终晨线处温度和大气物种丰度的强烈波动。
引用
@article{arxiv.2111.11281,
title = {Longitudinally asymmetric stratospheric oscillation on a tidally locked exoplanet},
author = {Maureen Cohen and Massimo A. Bollasina and Paul I. Palmer and Denis E. Sergeev and Ian A. Boutle and Nathan J. Mayne and James Manners},
journal= {arXiv preprint arXiv:2111.11281},
year = {2023}
}
备注
18 pages, 7 figures