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潮汐锁定岩石行星上的热带气旋:对自转周期的依赖性

地球与行星天体物理 2024-02-27 v1 大气与海洋物理

摘要

热带气旋发生在地球的热带海洋上,其特有的生成区域和路径与提供能量维持这些风暴的温暖海洋表面紧密相关。对地球热带气旋生成和演化的研究促进了环境适宜性指标的发展,这些指标根据局部背景气候状态预测潜在风暴的强度。对围绕晚型恒星运行的各类凌星类地系外行星的模拟,可能为这种基于地球的热带气旋生成理解提供检验。先前的工作表明,在自转周期约为8-10天的潮汐锁定类地系外行星上,热带气旋很可能形成。在本研究中,我们使用ExoCAM模拟来检验这些预期,模拟采用足以允许热带气旋生成的0.47°×0.63°水平分辨率,以及热力学活跃的平板海洋。我们对围绕晚型M矮星运行的潮汐锁定且被海洋覆盖的地球大小行星进行了模拟,自转周期从4天到16天不等,以跨越预测的热带气旋生成最大值。我们追踪每次模拟中形成的热带气旋,并评估其最大风位置、演化和最大风速。我们将得到的热带气旋位置和强度与环境适宜性指标的预测进行比较,发现基于地球的指标与我们的模拟风暴之间具有良好的一致性,在自转周期为8天时,热带气旋频率和强度均出现局部最大值。我们的结果表明,用于地球热带气旋的环境适宜性指标也可能适用于具有丰富地表液态水的温带潮汐锁定类地岩石行星。

关键词

引用

@article{arxiv.2402.16687,
  title  = {Tropical cyclones on tidally locked rocky planets: Dependence on rotation period},
  author = {Valeria Garcia and Cole M. Smith and Daniel R. Chavas and Thaddeus D. Komacek},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2402.16687},
  year   = {2024}
}

备注

13 pages, 5 figures, accepted at AAS Journals