干旱岩石质M矮星行星上的多重湿润气候平衡态：末次饱和示踪分析
地球与行星天体物理
2021-09-27 v1
摘要
环绕邻近红矮星(M dwarf)的类地系外行星是近期首批适于大气表征的潜在宜居系外行星。理解此类行星冷阱区中水的稳定性至关重要，因其直接影响透射光谱观测、全球能量收支及长期地表水演化。本文在类地系外行星的理想化通用环流模型(GCM)模拟中诊断湿度分布。我们使用“末次饱和示踪”技术研究气块的饱和统计。我们发现，在同步自转行星上，夜侧对流层上部的汽态水丰度对行星自转的依赖较弱，而快速自转行星的夜侧对流层下部积累更多水汽。进而我们讨论末次饱和统计如何阐明同步与异步自转干旱行星上的多重湿润气候平衡态。我们表明，多重湿润气候态源于亚恒星点上层大气与寒冷地表区之间的冷阱竞争。我们发现，与慢速自转情形相比，快速同步自转行星因其弱大气强地表冷阱，倾向于将地表水困于夜侧。这些结果阐明了干旱岩石质系外行星上水循环的本质，并将有助于未来大气观测的诠释。
引用
@article{arxiv.2108.12458,
title = {Multiple moist climate equilibrium states on arid rocky M-dwarf planets: A last-saturation tracer analysis},
author = {Feng Ding and Robin D. Wordsworth},
journal= {arXiv preprint arXiv:2108.12458},
year = {2021}
}
备注
28 pages, 10 figures, 2 tables, 1 movie, accepted for publication in The Planetary Science Journal