El impacto de la forma y el tamaño del lago en la brisa del lago y el intercambio aire-lago en Titán

Titán, la luna más grande de Saturno, tiene numerosos lagos en su superficie, formados principalmente de metano líquido. Al igual que los lagos de agua en la Tierra, estos lagos de metano en Titán probablemente afecten profundamente el clima local.

Estudios anteriores (Rafkin y Soto 2020, Chatain et al 2022) han demostrado que los lagos de Titán crean circulaciones de brisa lacustre con dimensiones características similares a las observadas en la Tierra. Sin embargo, estos estudios utilizaron un modelo bidimensional; Este trabajo estudia las consecuencias de agregar una tercera dimensión al modelo. Nuestros resultados muestran que las simulaciones 2D tienden a sobreestimar la extensión de la brisa del lago sobre la tierra y a subestimar la fuerza del hundimiento sobre el lago, debido a los efectos de divergencia/convergencia geométrica en las ecuaciones de conservación de masa.

Además, las simulaciones 3D que incluyen un viento de fondo a gran escala muestran la formación de una bolsa de viento acelerado detrás del lago, que no se formó en las simulaciones 2D. Un estudio del efecto de la concavidad costera sobre la circulación del aire resultante muestra la formación de corrientes de viento en las penínsulas. Las simulaciones con múltiples lagos pueden dar como resultado la formación de varias células de brisa lacustre individuales (durante el día) o la aparición de una gran célula fusionada con corrientes de viento internas entre los lagos (durante la noche).

Las simulaciones de varios lagos reales ubicados en la latitud 74°N en Titán en el equinoccio de primavera muestran que los lagos más grandes provocan vientos más fuertes y que algunas secciones de los lagos podrían acumular suficiente vapor de metano para formar una fina niebla. La adición de una tercera dimensión, así como los ajustes a los parámetros de turbulencia y temperatura del subsuelo, da como resultado una reducción en la magnitud de la tasa promedio de evaporación de los lagos, es decir, aproximadamente 6 cm/año terrestre.

Audrey Chatain, Scot CR Rafkin, Alejandro Soto, Enora Moisan, Juan M. Lora, Alice Le Gall, Ricardo Hueso, Aymeric Spiga

Comentarios: Enviado a Icarus el 21/07/2023. Conjunto de datos disponible en DOI: https://doi.org/10.5281/zenodo.8172271
Materias: Astrofísica terrestre y planetaria (astro-ph.EP); Física atmosférica y oceánica (physics.ao-ph)
Citar como: arXiv:2309.07042 [astro-ph.EP] (o arXiv:2309.07042v1 [astro-ph.EP] para esta versión)
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Por: Dra. Audrey Chatain
[v1] Miércoles 13 de septiembre de 2023 15:53:48 UTC (6211 KB)
https://arxiv.org/abs/2309.07042
Astrobiología