목성은 태양계에서 많은 천체의 궤도 역학에서 특히 축 방향 기울기가 100,000 년의 시간 척도에서 45도에 달하고 비슷한 시간에 따라 다르고있는 화성의 궤도 역학에서 중요한 역할을합니다. 분명히 화성의 기후는 이러한 변화에 크게 영향을받습니다. 지구의 축 방향 기울기에 대한 목성의 영향에 대한 영향은 지구의 큰 달이 아니라면 비슷할 수 있지만, 목성의 궤도가 지구에 더 가까워지면 지구의 편심이 더 다양 할 것입니다.
Goddard Institute for Space Studies (Way et al. 2017) 행성 일반 순환 모델 (지구 기후 시뮬레이션에 사용되는 GISS의 GSS 미분) 우리는 화성이 존재하지 않았다면 지구와 같은 세계의 기후에 어떤 일이 일어날 지 조사하는 것을 조사합니다. 미래에 비슷한 표현계 시스템이 발견 될 가능성이 높으며, 그러한 지구와 같은 세계의 기후 안정성은 우주 생물 학자들에게 관심이있다. GCM에 사용 된 지구와 같은 세계의 궤도 편심 변화는 분석 궤도 진화 모델 (Georgakarakos et al. 2016)으로 계산되었습니다.
GCM 시뮬레이션은 완전히 결합 된 바다를 활용했으며 가장 긴 시뮬레이션은 7000 년 동안 진행되었으며, 아마도 다른 행성에 대해 수행 된이 해상도 (4 × 5도 수평 해상도, 20 대기 층 및 13 개의 바다 층)에서 가장 긴 시뮬레이션 (4 × 5도 수평 해상도, 13 개의 해양 층)과 완전히 결합 된 바다를 가진 행성에 대해 수행 한 몇 가지 중 하나 일 것입니다. 이것은 이러한 유형의 시뮬레이션이 외계 행성 기후의 스냅 샷 (~ 100 년)을 보는 데만 사용될 수 있다는 개념을 뒤집고 전체 Milankovitch주기 (~ 40,000 년)에 걸쳐 발견 된 외계 행성의 습관의 잠재적 특성화의 문을 열어줍니다.
.Exoplanet 커뮤니티는 주로 완전히 결합 된 바다를 피합니다. 왜냐하면 그들은 계산적으로 비싸고 시간이 많이 걸리기 때문입니다. 그러나 23 개의 고성능 컴퓨팅 코어에서는 이들과 같은 해상도 시뮬레이션 (보증 된 위치)을 사용하여 가능합니다. 우리는 인텔의 Haswell 칩셋을 사용했습니다. 물론, 이러한 시뮬레이션의 앙상블은 우리가 여기에서했던 것처럼 NCC와 같은 고성능 컴퓨팅 플랫폼을 이용할 수 있습니다.
완전히 결합 된 바다는 더 간단한 해양 모델로 얻을 수있는 기후의 극단을 완화시키기 때문에 중요합니다. 예를 들어, 가장 높은 편심 (0.283) 에서이 행성은 가장 가까운 접근법 (periapsis)에서 지구가받는 햇빛의 1.8 배, 가장 먼 0.61 배 (apoapsis)를 받고 있습니다.
그러나이 세상은 가장 가까운 접근 방식에서 촉촉하거나 런 어웨이 온실에 들어 가지 않으며 가장 먼 곳에서 얼어 붙지 않습니다 (화성을 생각하십시오!). 이 세상이 그 양의 햇빛 중 하나를 계속 받았다면 습관성의 관점 (표면 액체 물의 지속성)에서 기후를 망칠 것입니다. 이것은 바다가 거주 성 평가에 큰 차이를 만드는 방법을 보여줍니다.
이 연구는 또한 다른 분야의 도구를 연결하는 NEXSS "시스템 과학"접근법의 가장 최근 시연입니다. 여기서 우리는 행성 궤도 진화 모델에 의해 구동되는 지구 기후 모델을 사용했습니다. 위에서 언급 한 계산 및 런타임 비용으로 인해 이전에 시도되지 않은 것.
참조
Way, M. 및 Georgakarakos, N. 2016, 지구와 같은 세계의 기후에 대한 가변 편심의 영향, 천체 물리학 저널 레터, 835, L1.
Georgakarakos, N., Dobbs-Dixon, I., Way, M.J. 2016, 지상 행성과 거대한 행성을 가진 행성 시스템의 장기 진화, mnras, 461, 2, 1512, doi :10.1093/mnras/stw1378
Way et al. 2017 년, 역학이있는 지구 및 외계 환경의 궤도 및 기후 키 해결 (Rocke-3D) 1.0 :바위 행성의 기후를 시뮬레이션하기위한 일반적인 순환 모델, 천체 물리적 저널 보충 시리즈 231 :12. (https://arxiv.org/abs/1701.02360)
