Côté jour stratosphérique

Déterminer l'habitabilité et interpréter les futures observations atmosphériques des exoplanètes nécessite de comprendre la dynamique et la chimie atmosphériques dans une perspective 3D.

Des études antérieures ont montré une variabilité spatiale significative dans la couche d'ozone des planètes naines M en rotation synchrone, en supposant une composition atmosphérique initiale semblable à celle de la Terre. Nous utilisons un modèle 3D couplé climat-chimie pour comprendre cette distribution de l'ozone et identifier le mécanisme qui en est responsable.

Nous documentons une connexion précédemment non rapportée entre les régions de production d'ozone sur l'hémisphère diurne photochimiquement actif et le côté nocturne dépourvu de rayonnement stellaire et donc de photochimie.

Nous constatons que la circulation renversante stratosphérique du côté jour au côté nuit peut entraîner l'air riche en ozone vers le côté nuit. Du côté nuit, l'air riche en ozone s'affaisse aux emplacements de deux gyres de Rossby quasi-stationnaires, entraînant un échange entre la stratosphère et la troposphère et l'accumulation d'ozone aux emplacements des gyres.

Nous identifions le contraste hémisphérique dans le chauffage et le refroidissement radiatifs comme le principal moteur de cette circulation d'ozone. La chimie dynamique a également un impact sur d'autres espèces de traceurs dans l'atmosphère (phase gazeuse et non gazeuse) tant que les durées de vie chimiques dépassent les durées de vie dynamiques. Ces résultats illustrent la nature 3D des atmosphères planétaires, prédisant la variabilité spatiale et temporelle qui aura un impact sur les observations spectroscopiques des atmosphères d'exoplanètes.

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

Commentaires : 13 pages, 12 figures, soumis au MNRASSujets : Astrophysique terrestre et planétaire (astro-ph.EP) cette version)Historique des soumissionsDe : Marrick Braam [v1] Lundi 5 juin 2023 16:14:32 UTC (2 281 Ko)https://arxiv.org/abs/2306.03004Astrobiologie

Co-fondateur de SpaceRef, membre du Explorers Club, ex-NASA, équipes extérieures, journaliste, espace et astrobiologie, grimpeur décédé.