Modelování atmosférické cirkulace exoplanet

Abstract

V této práci studujeme vlastnosti atmosfér exoplanet a cirkulace na nich. První část práce studuje metody pro detekci exoplanet, statistické rozložení jejich vlastností a tzv. výběrové efekty. Druhá část práce se věnuje popisu vlastností atmosfér některých planet a měsíců Sluneční soustavy (Venuše, Mars, Titan) a diskutuje také možné vlastnosti atmosfér exoplanet, které v současné době lze jen odhadovat. Třetí část práce se věnuje popisu atmosférickým modelů. Popsán je zde plný 3D model atmosféry a model mělké vody. Ukázány jsou také výsledky modelů pro exoplanety, publikované v odborných časopisech. Popsána je geodetická icosahedrální síť, výhodná pro globální klimatické modely, způsob diskretizace na sféře a použití operátorů (gradient, divergence, vorticita) na geodetické síti. V poslední části je popsán program pro model mělké vody na sféře v systému divergence-vorticita. Popsána je technická specifikace programu, parametry vstupující do programu, metoda zobrazování výsledných dat a ukázka vybraných výsledků z několika běhů pro různé typy planet a také numerické testy, pomocí kterých se dají odhadnout vlastnosti vytvořeného modelu. V závěru jsou diskutovány výsledky modelu. Powered by TCPDF (www.tcpdf.org)

In this thesis we study the properties of exoplanetary atmospheres. The first part describes methods for searching exoplanets, statistics of discovered exoplanets and the sampling factors. The second part describes the properties of chosen planets and moons in the Solar system (Venus, Mars and Titan) and also possible properties of the exoplanetary atmospheres that are only briefly understood. The third part describes the atmospheric models which incorporate a full 3D model of the atmosphere, and a shallow- water model. We also show the results of exoplanetary atmospheric models published in the scientific journals. This part also describes the icosahedral geodetic grid that is advantageous for the global climatic models, and also discretisation on sphere and the application of the operators (gradient, divergence, vorticity) on geodetic grid. The last part is about creating program for global shallow water model in divergence-vorticity variables with forcing system with using icosahedral geodetic grid - we describe technical properties connected with model creating, parameters which the model uses during time integration, geographic system for results display and we show results for various kinds of extrasolar planets and planets in the Solar system. We used several numerical tests for testing model...