富水系外行星上的温跃层深度
地球与行星天体物理
2022-07-20 v1 大气与海洋物理
摘要
富水系外行星是一类富水的类地行星，其海洋深度可达数十至数百公里且无暴露的大陆。由于缺乏暴露的大陆，既不存在西边界流也不存在沿岸上升流，海洋翻转环流成为将沉积于深海的营养物质返回温跃层及表层海洋的最重要途径。此处我们使用全球海洋模型 MITgcm 研究了富水系外行星上风主导与混合主导系统中的温跃层深度。我们发现风驱动环流由通过埃克曼抽吸与潜沉的翻转胞以及纬向（西—东）绕纵向洋流主导，类似于地球上的南极绕极流。风影响的温跃层深度对海洋深度表现出很小的依赖性，且在很大参数范围内，温跃层被限制在海洋上层。混合影响的温跃层被限制在海洋上层 10 km 内，即便在极强垂直混合下也无法到达海洋底部。地球上温跃层深度的标度理论适用于富水系外行星上的温跃层深度。然而，由于缺乏暴露的大陆，纬向与经向流速大小不与地球海洋中同量级，这导致富水系外行星的标度关系与使用于地球上的略有不同。
引用
@article{arxiv.2206.12049,
title = {Thermocline Depth on Water-rich Exoplanets},
author = {Yanhong Lai and Jun Yang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2206.12049},
year = {2022}
}