L’effetto della forma e delle dimensioni del lago sulle brezze lacustri e sugli scambi d’aria tra i laghi su Titano

Titano, la più grande delle lune di Saturno, ha molti laghi sulla sua superficie, costituiti principalmente da metano liquido. Come i laghi d’acqua sulla Terra, i laghi di metano su Titano probabilmente influenzano profondamente il clima locale.

Studi precedenti (Rafkin e Soto 2020, Chatain et al 2022) hanno dimostrato che i laghi di Titano creano circolazioni di brezza lacustre con dimensioni caratteristiche simili a quelle osservate sulla Terra. Tuttavia, questi studi hanno utilizzato un modello bidimensionale; Questo lavoro indaga le conseguenze dell’aggiunta di una terza dimensione al modello. I nostri risultati mostrano che le simulazioni 2D tendono a sovrastimare l’estensione della brezza del lago sulla terra e a sottostimare la forza di subsidenza sul lago, a causa degli effetti geometrici di divergenza/convergenza nelle equazioni di conservazione della massa.

Inoltre, le simulazioni 3D, compresi i venti in coda su larga scala, mostrano la formazione di una sacca di vento in accelerazione dietro il lago, che non si formava nelle simulazioni 2D. Lo studio dell’effetto della concavità della costa sulla circolazione dell’aria risultante mostra la formazione di correnti di vento sulla penisola. Le simulazioni con più laghi possono comportare la formazione di diverse singole celle di brezza lacustre (durante il giorno) o la comparsa di una grande cella fusa con correnti di vento interne tra i laghi (durante la notte).

Le simulazioni di diversi laghi a forma reale situati a 74 gradi di latitudine nord su Titano durante l’equinozio di primavera mostrano che i laghi più grandi portano a venti più forti e che alcune parti dei laghi potrebbero accumulare abbastanza vapore di metano da formare una sottile foschia. L’aggiunta della terza dimensione, insieme alle modifiche dei parametri di turbolenza e della temperatura del sottosuolo, si traduce in una riduzione dell’entità del tasso medio di evaporazione del lago, ovvero a ~6 cm/anno terrestre.

Audrey Chatain, Scott C. R. Rafkin, Alexandre Soto, Inora Moisan, John M. Lora, Alice Le Gall, Richard Boone, Aymeric Spiga

Commenti: inviato a Icarus il 21-07-2023. Set di dati disponibile presso DOI: https://doi.org/10.5281/zenodo.8172271
Argomenti: Astrofisica terrestre e planetaria (astro-ph.EP); Fisica dell’atmosfera e dell’oceano (fisica.ao-ph)
Citare come: arXiv:2309.07042 [astro-ph.EP] (Oppure arXiv:2309.07042v1 [astro-ph.EP] per questa versione)
Data di presentazione
Da: Audrey Chattin D
[v1] Mercoledì 13 settembre 2023, 15:53:48 UTC (6.211 KB)
https://arxiv.org/abs/2309.07042
Astrobiologia