同步自转的岩石外行星上平流层白昼到黑夜环流驱动三维臭氧分布
摘要：理解外行星的大气动力学和化学对确定其适居性和解释未来的大气观测是必要的。先前的研究显示出具有地球类似的初始大气组成的同步自转M型矮星行星臭氧层存在显著的空间变异性。我们使用三维耦合气候化学模型来理解这种臭氧分布并确定其机制。我们发现了一个此前未报道的臭氧产生区在光化学活跃的白昼半球与缺乏恒星辐射和因此光化学反应的黑夜半球之间的联系。我们发现，平流层性的白昼向黑夜的翻转环流可以将臭氧丰富的空气输送到黑夜半球。在黑夜半球，臭氧丰富的空气在两个准静止罗斯贝回旋区的位置下降，导致平流层和对流层之间的交换以及在回旋区位置的臭氧积累。我们确定了辐射加热和冷却在半球间的对比是这种臭氧环流的主要驱动因素。动力驱动的化学也会影响大气中的其他示踪物种（气态和非气态相），只要化学寿命大于动力寿命。这些发现揭示了行星大气的三维特性，预测了空间和时间上的变异性，这将影响对外行星大气谱学观测的影响。
作者：Marrick Braam, Paul I. Palmer, Leen Decin, Maureen Cohen, and Nathan J. Mayne
论文ID：2306.03004
分类：Earth and Planetary Astrophysics
分类简称：astro-ph.EP
提交时间：2023-06-06