Los impactos combinados de la composición atmosférica y la oblicuidad en la dinámica climática de TRAPPIST-1e

Los impactos combinados de la composición atmosférica y la oblicuidad en la dinámica climática de TRAPPIST-1e

Mapas de temperatura de la superficie (colores) y vientos de 430 hPa (flechas) para cada simulación GCM con todos los casos de CO2 (cada columna) con barras de colores independientes. El punto subestelar se encuentra en (0◦, 0◦). El punto subestelar es más cálido en oblicuidades más bajas y los polos son más calientes que el ecuador en oblicuidades más altas. Los contrastes de temperatura de la superficie entre el día y la noche y los patrones de ondas atmosféricas a escala planetaria resultantes, como los giros de Rossby, son mayores en los casos con menos CO2. Para casos de mayor oblicuidad, la dirección de la velocidad del viento ecuatorial se invierte de este a oeste. — astro-ph.EP

Se espera que los planetas en sistemas multiplanetarios migren hacia adentro como cuerdas cuasi resonantes, lo que les permitirá experimentar interacciones gravitacionales planeta-planeta y posiblemente mantener una oblicuidad distinta de cero.

El sistema TRAPPIST-1 está en una configuración tan cercana a la resonancia, lo que hace posible que TRAPPIST-1e tenga una oblicuidad distinta de cero. En este trabajo, utilizamos GCM ExoCAM para estudiar posibles climas de TRAPPIST-1e en diferentes oblicuidades y composiciones atmosféricas.

Variamos la oblicuidad desde 0 a los 90 y la presión parcial del dióxido de carbono de 0,0004 bar (similar a la Tierra moderna) a 1 bar. Encontramos que los modelos con mayor oblicuidad son más cálidos en general y tienen un menor contraste de temperatura día-noche que los modelos con menor oblicuidad, lo cual es consistente con estudios previos. Más importante aún, el chorro superrotativo a gran altitud se vuelve insuficiente en alta oblicuidad, lo que afecta los patrones de temperatura de las nubes y la superficie.

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A medida que aumenta la cantidad de dióxido de carbono, el clima de TRAPPIST-1e se vuelve más cálido, más nublado y menos variable. A partir de las curvas de fase térmica modeladas, vemos que el impacto de la oblicuidad podría tener consecuencias observables debido al efecto de la cobertura de nubes sobre la radiación de onda larga saliente.

Mapas de temperatura de la superficie (colores) de los últimos 12 días del modelo para cada simulación de GCM. El eje de tiempo muestra la duración real del modelo en días terrestres. Todo el CO2 Los casos (cada columna) tienen barras de colores independientes. Los casos de temperaturas superficiales más cálidas atenúan la variabilidad estacional a favor de la variación atmosférica a largo plazo. — astro-ph.EP

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Mapas de la trayectoria total del agua de las nubes integrada verticalmente (colores) para cada simulación de GCM con todas las pCO2 casos (cada columna) que tienen barras de colores independientes. Los colores más oscuros indican áreas con más nubes. Para casos de baja oblicuidad, las áreas más nubladas se encuentran justo al este del punto subestelar debido a la advección de los chorros superrotativos. Al igual que con la temperatura de la superficie, la masa de nubes más alta se encuentra en los polos para los modelos con oblicuidades más altas. El cambio de dirección del chorro superrotativo a grandes altitudes en casos de alta oblicuidad hace que el pico del camino del agua de la nube esté al oeste del punto subestelar. — astro-ph.EP

Mapas de velocidades medias del viento zonales (colores y contornos). Los valores negativos (azul) indican movimiento hacia el oeste, mientras que los valores positivos (rojo) indican movimiento hacia el este. Para los contornos de viento zonales, las líneas continuas indican vientos que se mueven hacia el este, mientras que las líneas de puntos indican vientos que se mueven hacia el oeste. La inversión de las velocidades del viento ecuatorial cuando la oblicuidad aumenta de 45 en 67,5 también se ve aquí. — astro-ph.EP

Tobi Hammond, Tadeo Komacek

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Comentarios: 12 páginas, 8 figuras. Aceptado para publicación en ApJ
Asignaturas: Astrofísica terrestre y planetaria (astro-ph.EP)
Citar como: arXiv:2405.06615 [astro-ph.EP] (o arXiv:2405.06615v1 [astro-ph.EP] para esta versión)
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Por: Tobi Hammond
[v1] Viernes, 10 de mayo de 2024 17:27:11 UTC (4160 KB)
https://arxiv.org/abs/2405.06615

Astrobiología,

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