UM：应用于热木星的全可压缩非静力深大气通用环流模型
地球与行星天体物理
2016-03-27 v1
摘要
我们正在调整英国气象局（UK Met Office）的通用环流模型（GCM），即所谓的统一模型（UM），用于研究热木星。在这项工作中，我们展示了成功适配 UM 中可用的最复杂的动力核心组件 ENDGame（Even Newer Dynamics for General atmospheric modelling of the environment），该组件负责求解大气运动方程。在同一数值方案下，ENDGame 支持在不同简化程度下求解动力方程。我们展示了一个简单的浅层（在大气域范围内）热木星模型（SHJ）和一个更真实的（具有更深大气层）HD 209458b 测试案例的结果。对于这两个测试案例，我们发现大气的大尺度时间平均（在规定的 1200 天测试期内）动力状态对动力方程的简化程度相对不敏感。然而，在尝试复现其他模型得出的这些测试案例结果时存在问题。对于 SHJ 案例，下（和上）边界与大气的主要动力特征相交，意味着结果高度依赖于边界条件。对于 HD 209458b 测试案例，当使用更完整的动力模型时，大气在 1200 天后仍在明显演化，处于瞬态。求解完整（深大气和非静力）动力方程允许通过科里奥利项和度量项进行大气垂直和水平动量之间的交换。随后，上层大气与更深、演化更慢（辐射非活性）的大气之间的相互作用显著改变了结果，且其作用时间尺度长于 1200 天。
引用
@article{arxiv.1311.2083,
title = {The UM, a fully--compressible, non--hydrostatic, deep atmosphere GCM, applied to hot Jupiters},
author = {N. J. Mayne and I. Baraffe and David M. Acreman and Chris Smith and Matthew K. Browning and David Skålid Amundsen and Nigel Wood and John Thuburn and David R. Jackson},
journal= {arXiv preprint arXiv:1311.2083},
year = {2016}
}
备注
24 pages, 11 figures. Accepted for publication in Astronomy and Astrophysics