El efecto de la forma y el tamaño del lago sobre la brisa del lago y los intercambios de aire entre los lagos de Titán

Titán, la mayor de las lunas de Saturno, tiene muchos lagos en su superficie, que se componen principalmente de metano líquido. Al igual que los lagos de agua en la Tierra, los lagos de metano en Titán probablemente afecten profundamente el clima local.

Estudios anteriores (Rafkin y Soto 2020, Chatain et al 2022) han demostrado que los lagos de Titán crean circulaciones de brisa lacustre con dimensiones características similares a las observadas en la Tierra. Sin embargo, estos estudios utilizaron un modelo bidimensional; Este trabajo investiga las consecuencias de agregar una tercera dimensión al modelo. Nuestros resultados muestran que las simulaciones 2D tienden a sobreestimar la extensión de la brisa del lago sobre la tierra y a subestimar la fuerza del hundimiento sobre el lago, debido a los efectos geométricos de divergencia/convergencia en las ecuaciones de conservación de masa.

Además, las simulaciones 3D, incluidos los vientos de cola a gran escala, muestran la formación de una bolsa de viento acelerado detrás del lago, que no se formó en las simulaciones 2D. La investigación del efecto de la concavidad de la costa sobre la circulación del aire resultante muestra la formación de corrientes de viento sobre la península. Las simulaciones con múltiples lagos pueden dar como resultado la formación de varias células de brisa lacustre individuales (durante el día) o la aparición de una gran célula fusionada con corrientes de viento internas entre los lagos (durante la noche).

Las simulaciones de varios lagos de forma real ubicados a 74 grados de latitud norte en Titán durante el equinoccio de primavera muestran que los lagos más grandes provocan vientos más fuertes y que algunas partes de los lagos pueden acumular suficiente vapor de metano para formar una fina neblina. La adición de la tercera dimensión, junto con las modificaciones en los parámetros de turbulencia y la temperatura del subsuelo, da como resultado una reducción en la magnitud de la tasa promedio de evaporación de los lagos, es decir, a ~6 cm/año terrestre.

Audrey Chattin, Scott C.R. Rafkin, Alejandro Soto, Inora Moisan, Juan M. Lora, Alice Le Gall, Ricardo Hueso, Aymeric Spiga

Comentarios: Enviado a Icarus el 21-07-2023. Conjunto de datos disponible en DOI: https://doi.org/10.5281/zenodo.8172271
Temas: La Tierra y la astrofísica planetaria (astro-ph.EP); Física atmosférica y oceánica (physics.ao-ph)
Citar como: arXiv:2309.07042 [astro-ph.EP] (O arXiv:2309.07042v1 [astro-ph.EP] para esta versión)
Día de entrega
De: Audrey Chattin D.
[v1] Miércoles 13 de septiembre de 2023, 15:53:48 UTC (6211 KB)
https://arxiv.org/abs/2309.07042
Astrobiología