虽然小海王星样行星是最丰富的系外行星之一,但我们对它们大气结构和动态的理解仍然很少。尤其是,关于潮湿对流在这些大气中的工作方式,在这些气氛中,可凝度的物种比不可固定的背景气体重。虽然已经预测,潮湿对流可能会停止以上这些可凝结物种的阈值丰度,但该预测基于简单的线性分析,并依赖于关于大气饱和的一些有力的假设。为了调查这个问题,我们开发了一个3D云分辨模型,用于具有大量可冷凝物种的氢气大气,并将其应用于原型的温带Neptune样星球 - K2-18 b。我们的模型证实了在可凝结蒸气的临界丰度之上抑制湿对流的抑制作用,以及在此类行星大气中稳定分层层的发作,这导致了更热的深层气氛和内部。我们的3D模拟进一步提供了该稳定层中湍流混合的定量估计,这是大气中浓缩物循环的关键驱动力。这使我们能够构建一个非常简单但逼真的1D模型,该模型捕获了Neptune类气氛结构的最显着特征。我们关于氢气中潮湿对流行为的定性发现超出了温带行星,还应适用于铁和硅酸盐在氢压行星深内部的凝聚的区域。我们发现地球需要具有很高的反照率(a>0。5--0。最后,我们使用模型研究了K2-18 b上H 2域大气下的液体海洋的可能性。6)维持液态海洋。但是,由于恒星的光谱类型,提供如此高的反照率所需的气溶胶散射量与最新的观测数据不一致。
虽然小的海王星样行星是最丰富的系外行星之一,但我们对它们大气结构和动态的理解仍然很少。尤其是,许多未知数仍然存在于潮湿对流在这些大气中的工作方式,在这些气氛中,可凝结物种比不可接触的背景气体重。虽然已经预测,潮湿对流可能会在这些可凝结物种的某些阈值以上关闭,但该预测基于简单的线性分析,并依赖于对大气饱和度的一些强烈假设。为了调查这个问题,我们为具有大量浓缩物种的氢为主大气开发了一个3D云解析模型,并将该模型应用于原型温带海王星样星球 - K2-18 b。我们的模型证实了潮湿的对流的关闭,高于浓缩蒸气的临界丰度,并在此类行星的大气中稳定地分层层的发作,从而导致了更热的深层气氛和内部。我们的3D模拟进一步提供了该稳定层中湍流混合的定量估计,这是大气中浓缩物循环的关键驱动力。这使我们能够构建一个非常简单但现实的1D模型,该模型捕获了Neptune样气氛结构的最显着特征。我们关于氢气中潮湿对流行为的定性发现超出了温带行星,还应适用于铁和硅酸盐在氢压行星深内部的凝聚的区域。我们发现地球需要具有很高的反照率(a>0。5--0。最后,我们使用我们的模型研究了在K2-18 b上h 2主导的大气下的液体海洋的可能性。6)维持液态海洋。但是,由于恒星的光谱类型,提供如此高的反照率所需的气溶胶散射量与最新的观测数据不一致。
注意:本手稿由UT-Battelle,LLC撰写,根据与美国能源部(DOE)合同DE-AC05-00OR22725。美国政府保留和出版商,通过接受该文章的出版物,承认美国政府保留了非判定,有偿,不可撤销的,全球范围内的许可,以出版或复制本手稿的已发表形式,或允许其他人这样做,以实现美国政府的目的。DOE将根据DOE公共访问计划(http://energy.gov/downloads/doe-public-access- plan),为联邦赞助研究的这些结果提供公众访问。