测试用于热木星大气的近似红外散射辐射传输方法
地球与行星天体物理
2024-02-28 v1
摘要
内部大气（长波）通量的计算是任何需要辐射传输 (RT) 计算的系外行星大气模型的关键组成部分。对于包含强散射成分（如云粒子）的大气，大多数一维多重散射 RT 方法通常涉及数值上昂贵的矩阵求逆。当需要进行大量 RT 计算时（例如在一般环流模型 (GCM) 和反演方法中），这种计算瓶颈会进一步加剧。为了提高 RT 计算速度而不牺牲过多精度，我们研究了为地球科学界开发的近似长波散射方法在热木星大气中的适用性。我们以 64 流 DISORT 计算作为参考解，测试了吸收近似法 (AA) 和变分迭代法 (VIM) 在典型多云热木星情景下的应用。我们发现四流 VIM 变体是一种极具前景的方法，适用于热木星 GCM 和反演建模，显示出卓越的速度特性，其出射通量的典型误差约为 1\%，垂直加热率的误差在约 50\% 以内，但在深层云层测试案例中误差较大。本研究中探索的其他方法在垂直加热率方面通常产生类似的误差特征。
引用
@article{arxiv.2402.17697,
title = {Testing approximate infrared scattering radiative-transfer methods for hot Jupiter atmospheres},
author = {Elspeth K. H. Lee},
journal= {arXiv preprint arXiv:2402.17697},
year = {2024}
}
备注
Accepted ApJ (27th Feb 2024)