面向超低温次星体对象的参数化水云形成的微物理学描述
地球与行星天体物理
2024-10-14 v2 太阳与恒星天体物理
摘要
水必须在最凉爽的棕矮星和系外行星中凝结成冰云。当这些冰云形成时,它们会改变次星大气的可探测光谱、温度结构和反照率。云的性质受复杂微物理学控制,但这些复杂性往往无法被用于气候模型或反演模型的简单参数化云模型所捕获。本文将微物理云建模与1维气候建模相结合,将微物理模型的洞见纳入自洽的参数化云模型中。使用1维社区气溶胶与辐射大气模型(CARMA),我们生成微物理水云,并将其属性与广泛使用的EddySed云模型(Ackerman & Marley 2001)在一组Y型棕矮星上的属性进行比较。我们发现,CARMA水云中水汽凝结质量显著受到可利用凝结核的限制;在未添加额外云种子粒子的模型中,大气会变得亚饱和。我们在大气的对流和辐射部分 Incorporate水汽潜热释放,并发现对典型气体巨星组成的水冰云形成没有显著影响。我们的分析表明,CARMA云剂面在云基以下每bar约为4%的渐变Opacity下降。将这一渐变云基衰减和可变参数纳入参数化EddySed模型后,可更好地匹配微物理学CARMA模型生成的光谱。本工作为未来具有H/He大气的冷却次星体对象生成微物理学信息化水云提供了建议。
引用
@article{arxiv.2408.08958,
title = {Microphysical Prescriptions for Parameterized Water Cloud Formation on Ultra-cool Substellar Objects},
author = {James Mang and Caroline V. Morley and Tyler D. Robinson and Peter Gao},
journal= {arXiv preprint arXiv:2408.08958},
year = {2024}
}
备注
15 pages, 19 figures. Published in ApJ