木星和土星大气带状流及深部对流研究

项目名称： 木星和土星大气带状流及深部对流研究

项目编号： No.11173047

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2012

项目学科： 天文学、地球科学

项目作者： 李力刚

作者单位： 中国科学院上海天文台

项目金额： 78万元

中文摘要： 木星和土星是太阳系最大、最活跃的二个气体行星，它们的表面都观测到有明暗相间、运动方向交错的带状流（亦称带状环流）。其带状流的共同特征是：风速从赤道向两极逐渐减小、宽度变窄，且赤道流的方向都是自西向东，顺行星自转方向运动。但是这二个行星的带状流在风速大小、带状流个数、宽度等方面又具有明显的差异。关于木星和土星带状流的形成机制、垂直结构、差异形成原因以及大气深部的对流状态，是一个极具争议和具有挑战性的行星流体动力学难题。本项目将以数值方法为主，结合理论分析，从带状流的能量来源、能量动量和角动量转换机制、行星内部结构、温压状态、物质组成和物性参数、边界条件等方面研究木星和土星带状流以及大气深部对流的动力学机制，研究形成木星和土星带状流差异的主要原因。项目将进行超大规模的并行数值模拟，采用更接近实际的物理参数，获得空前精度的数值模拟结果。

中文关键词： 木星；土星；带状流；行星流体动力学；并行计算

英文摘要：

英文关键词： Jupiter；Saturn；Zonal flow；Planetary fluid dynamics；Parallel computation