在宜居带的内边缘出现“滚雪球”现象的可能性有多大?


给定固定的恒星光度(α = 0.98),松弛时间尺度τ = 2.5 My, σy = 0.7的集合1024运行超过500 My的数值随机模型的输出。a) CO2摩尔浓度随时间变化,b) CO2摩尔浓度归一化直方图,c)温度随时间变化,d)温度值归一化直方图。对于a)和c),温度降至雪球极限以下的一条线路用黑色表示。在c)中,浅蓝色阴影表示雪球过渡区域,而在a)和c)中,绿色线表示平均值。最后,在b)和d)中,实线黑色和红色虚线分别表示(6)和式14的数值结果和解析结果。冰反照率反馈不包括在这些模拟中。

了解全球冰川何时在类地行星上发生是气候演化研究的主要挑战。大多数关于像二氧化碳这样的温室气体如何随时间在类地行星上演化的模型都是确定的,但是地球气候历史的复杂和非线性特性激发了对非确定气候模型的研究。

这里研究了一个具有不完善的二氧化碳恒温器的类地行星上的二氧化碳演化和气候的最简单随机模型。结果表明,在该模型中,随着恒星光度的增加,平均大气CO浓度的降低使气候变得越来越不稳定,一旦接收到的恒星通量接近当今地球的温度,就会进入常见的低温状态。

除非气候反馈总是迫使二氧化碳浓度的差异随着接收到的恒星通量迅速下降,这就意味着靠近可居住带内缘的类地行星可能会频繁地进入“雪球”状态。对类地系外行星的反照率和颜色变化的观察应该可以在未来直接验证这一预测。

r·华兹华斯
评论:8页,3图,在ApJ Letters审查中
科目:地球和行星天体物理学
引用as: arXiv:2104.06216(or arXiv:2104.06216v1 [astrop -ph。本版本)
提交历史
来自:罗宾·华兹华斯
[v1]周二,2021年4月13日14:10:17 UTC (129kb)
https://arxiv.org/abs/2104.06216
天体生物学,

请继续学习天体生物学推特