潮汐锁定行星上的赤道急流速度：I —— 类地行星

潮汐锁定行星的大气环流由超旋转向东赤道急流主导。我们发展了一种预测该急流形成的理论，提出一种机制：由昼夜强迫梯度诱导的三维定常波产生赤道加速度。在平衡态中，这与由所得急流和大气垂直运动之间的相互作用相平衡。纬向加速度的三维结构对该机制至关重要。我们在一组层次化模型中演示了这一机制。我们计算了这些行星上由强迫诱导的三维定常波，并展示了这些波产生的纬向加速度的垂直结构，借此提出急流如何形成的机制。GCM（通用环流模式）模拟被用于确认该机制预测的平衡态，其中这些波的加速度与纬向平均垂直速度和急流之间的相互作用相平衡。我们利用“弱温度梯度”近似推导了该过程的简单模型，从而给出类地潮汐锁定行星上急流速度的估计。我们得出结论：所提机制很好地描述了类地潮汐锁定行星上赤道急流的形成，并应有助于解释这些行星的观测与模拟。该机制需要诸如较大的赤道罗斯贝半径和瞬变波引起的弱加速度等假设，而气态潮汐锁定行星上的赤道急流可能由不同机制产生。