热木星大气流的三维建模

我们使用雷丁大学的中等环流模型，展示了一个从200巴延伸到1毫巴的三维热木星模型。我们的水平光谱分辨率为T31（相当于48x96网格），具有33个对数间隔的垂直层。辐射强迫采用简化（牛顿）方案。我们采用了几乎与Cooper & Showman (2005,2006)的HD 209458b模型相同的物理设置，以促进直接的模型间比较。我们的结果与他们的结果大致一致，但也出现了显著差异。大气流动的特征是超旋转赤道急流、跨音速风速以及热量从昼侧向东平流。我们识别出行星昼侧存在一个动力学诱导的温度反转（“平流层”），并发现行星临边的温度与局部辐射平衡值存在系统性差异，这是凌星光谱解释的一个潜在偏差来源。虽然我们的模型大气与Cooper & Showman (2005,2006)的模型几乎相同，并且我们求解相同的气象方程，但我们使用了不同的算法方法——谱隐式方法与网格显式方法——这些方法在地球建模背景下已知会产生完全一致的结果。这里发现的模型差异表明，一种或两种数值方法未能准确捕捉热木星背景下所有活跃的大气动力学。我们强调了在我们的模型中出现的一个类似激波的特征，这与Showman等人(2009)最近报告的特征非常相似，并表明热木星大气模型可能需要改进能量守恒的表示，正如Goodman (2009)所强调的那样。