Giorno stratosferico

Determinare l’abitabilità e interpretare le future osservazioni atmosferiche degli esopianeti richiede la comprensione della dinamica e della chimica atmosferica da una prospettiva 3D.

Precedenti studi hanno mostrato una significativa variabilità spaziale nello strato di ozono dei pianeti nani M a rotazione sincrona, assumendo una composizione atmosferica iniziale simile alla Terra. Utilizziamo un modello 3-D di chimica climatica accoppiata per comprendere questa distribuzione dell’ozono e identificarne il meccanismo responsabile.

Documentiamo una connessione precedentemente non segnalata tra le regioni di produzione di ozono nell’emisfero diurno fotochimicamente attivo e il lato notturno privo di radiazione stellare e quindi di fotochimica.

Troviamo che la circolazione stratosferica ribaltata dal lato diurno a quello notturno può portare aria ricca di ozono verso il lato notturno. Sul lato notturno, l'aria ricca di ozono si abbassa nelle posizioni di due vortici di Rossby quasi stazionari, determinando uno scambio tra la stratosfera e la troposfera e l'accumulo di ozono nelle posizioni dei vortici.

Identifichiamo il contrasto emisferico nel riscaldamento e raffreddamento radiativo come il principale motore di questa circolazione di ozono. La chimica guidata dalla dinamica ha un impatto anche su altre specie traccianti nell’atmosfera (fase gassosa e non gassosa) purché la durata delle sostanze chimiche superi la durata dinamica. Questi risultati illustrano la natura tridimensionale delle atmosfere planetarie, prevedendo la variabilità spaziale e temporale che avrà un impatto sulle osservazioni spettroscopiche delle atmosfere degli esopianeti.

Marrick Braam, Paul I. Palmer, Leen Decin, Maureen Cohen, Nathan J. Mayne

Commenti: 13 pagine, 12 figure, inviate a MNRASArgomenti: Astrofisica terrestre e planetaria (astro-ph.EP)Citare come: arXiv:2306.03004 [astro-ph.EP] (o arXiv:2306.03004v1 [astro-ph.EP] per questa versione) Cronologia invii Da: Marrick Braam [v1] lunedì 5 giugno 2023 16:14:32 UTC (2.281 KB) https://arxiv.org/abs/2306.03004Astrobiology

Co-fondatore di SpaceRef, Explorers Club Fellow, ex NASA, squadre di trasferta, giornalista, spazio e astrobiologia, scalatore decaduto.