面向可扩展大气反演的预计算气溶胶消光、散射及不对称性网格

詹姆斯·韦伯空间望远镜（JWST）前所未有的波长覆盖范围和灵敏度使得测量从硅酸盐到土卫六托林等多种凝聚物物种的吸收特征成为可能。大气反演特别适合分析这些数据集并表征系外行星大气中存在的气溶胶。然而，在反演框架中包含凝聚粒子的光学特性在计算上仍然代价高昂，限制了我们充分利用JWST观测数据的能力。在这项工作中，我们提高了大气反演中气溶胶模型的计算效率和可扩展性，从而能够在实际时间尺度内进行包含多种凝聚物物种的深入研究。我们并未为每个采样模型计算气溶胶米氏系数，而是为系外行星大气中相关的七种凝聚物物种（Mg2SiO4非晶溶胶-凝胶、MgSiO3非晶玻璃、MgSiO3非晶溶胶-凝胶、SiO2 α相、SiO2非晶、SiO和土卫泰托林）预计算了消光效率（Qext）、散射效率（Qscat）和不对称参数（g）网格。预计算的Qext网格显著减少了计算时间，加速比在1.4到17倍之间，且对反演参数的影响可忽略不计。它们还能在保持云模型精度的同时，轻松随气溶胶物种数量进行扩展，从而在不增加总体误差预算的情况下，实现更复杂的反演以及更广泛的种群研究。这些Qext、Qscat和g网格以及一个使用它们的公开TauREx插件——TauREx-PCQ——均可在Zenodo上免费获取。