在HAT-P-1b大气中建模动力驱动的全球云形成微物理学
摘要：对于行星外大气中云粒子的形成和全球分布的理解，将继续成为JWST时代需要解决的关键问题。在三维环境中理解微物理云过程和大气反馈机制对于研究行星外大气是一个具有挑战性的前景。为了解决将这些模型耦合到三维模拟中所带来的大量计算负担，我们开发了一个开源、轻量级和高效的行星外大气微物理云模型——Mini-cloud。Mini-cloud是一个基于微物理的行星外凝结云模型，可以与当代通用环流模型(GCMs)和其他时间相关模拟耦合。我们将Mini-cloud与Exo-FMS GCM耦合，并以热木星HAT-P-1b作为云形成模块的测试案例。在与Mini-cloud进行了1000多天的耦合后，我们的结果显示出一个复杂的三维云结构，云的性质与大气的动力学和温度特性密切相关。目前的凌日和辐射光谱数据与标称模拟相比，最好的拟合结果是云粒子数密度降低，我们的模拟JWST NIRISS SOSS光谱显示出了详细表征大气的有希望的前景。总的来说，我们的研究是基于第一原理的三维行星外云形成微物理建模的又一小步。我们认为，为了将粒子的数密度适当地降低到观测水平，需要包括其他物理因素，如聚结。
作者：Elspeth K. H. Lee
论文ID：2307.02268
分类：Earth and Planetary Astrophysics
分类简称：astro-ph.EP
提交时间：2023-08-02