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行星尺度行波导致潮汐锁定水行星上的云层变化

地球与行星天体物理 2023-07-14 v2

摘要

富水类地行星在行星边缘处的云覆盖可能会削弱透射光谱中的化学特征,阻碍对这些大气的表征尝试。然而,基于地球和太阳系天体的观测,拥有大气的系外行星应同时具有短期天气和长期气候变率,这意味着在某些观测时段云覆盖可能较少。我们在潮汐锁定类地行星的模拟中识别并描述了一种在终晨昏线处驱动周期性晴空事件的机制。日间面云辐射效应、入射恒星辐射与加热,以及大气的动力状态(尤其是既往潮汐锁定行星研究中确认出的纬向波数-1罗斯贝波)之间的反馈,导致罗斯贝波相速度和罗斯贝涡位置发生振荡,并造成云向行星东终晨昏线方向平流或远离。我们在比邻星b、TRAPPIST-1e以及位于其恒星宜居带极端内缘的这两个世界的快速自转版本的模拟中研究了这一振荡。我们模拟了1.4 {\mu}m水特征和2.7 {\mu}m二氧化碳特征的凌星深度时间序列。大气变率对透射光谱的影响对日间面云覆盖结构和罗斯贝涡位置敏感,但我们的模拟均未达到可用当前方法探测到的显著变率。

关键词

引用

@article{arxiv.2211.11887,
  title  = {Traveling planetary-scale waves cause cloud variability on tidally locked aquaplanets},
  author = {Maureen Cohen and Massimo A. Bollasina and Denis E. Sergeev and Paul I. Palmer and Nathan J. Mayne},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2211.11887},
  year   = {2023}
}

备注

21 pages, 11 figures