亚海王星K2-18b大气的三维非平衡化学

刘伽晨 在读博士生 北京大学 本科毕业于中山大学大气科学学院，目前是北京大学大气与海洋科学系在读博士生(2021--)。在北大就读博期间，她致力于利用不同复杂度的气候模型探讨类地行星的气候和宜居性。2024年2月至2025年9月在德国马克斯普朗克天文学研究所访问，重点研究亚海王星，运用一维与三维大气模型探究K2-18b的大气化学与动力学过程。她在国际期刊(Science Advances,ApJ,MNRAS)上以第一作者发表了四篇论文，并多次在国际学术会议及研究机构作报告。
报告摘要：亚海王星是迄今发现数量最多的系外行星类别。这类行星较低的温度导致平流层大气化学反应的时间尺度远大于动力输送的时间尺度，因此大气动力成为主导化学输送的关键过程，使各种化学成分显著偏离化学平衡态。本研究以K2-18b为例，利用三维全球大气环流模型探究温富气亚海王星上由三维输送导致的非平衡化学过程。模拟发现，垂直输送能显著改变大气化学结构，大幅提升高层大气中CO₂与CO等分子的丰度，从而影响观测信号；水平风场则促进了温度与化学成分的均一化。通过与最新观测数据对比，验证了富气大气模型的合理性。本工作首次从三维视角揭示了温亚海王星K2-18b的非平衡化学特征。