行星大气层（外星）

地球以外行星和卫星的气态包层，从金星上令人窒息的二氧化碳毯到土卫六上朦胧的氮甲烷空气。

Definition

外星行星大气层是环绕地球以外行星和卫星的气态包层，通过其组成、结构、动力学和气候进行研究。

Scope

本主题涵盖地球以外天体的大气层：其组成和起源、垂直热结构、云和霾，以及大规模环流和天气。它涵盖了金星、火星、巨行星和土卫六的浓密大气层，以及其他地方稀薄而奇特的大气层，并探讨了控制它们辐射、动力学和化学过程。比较方法利用这种多样性来检验大气结构和气候的普遍理论。

Core questions

• 是什么决定了大气层的组成和垂直结构？
• 旋转、加热和凝结如何组织大气环流和天气？
• 温室效应和云如何控制地表和大气温度？
• 哪些化学过程形成了在其他世界上看到的霾和云？

Key theories

辐射-对流平衡

辐射加热和冷却与对流翻转之间的平衡决定了大气层的温度廓线及其温室增温的强度。

大气环流

差异加热和行星自转驱动着环流模式，从慢速自转天体上的哈德利（Hadley）型环流和超旋转到快速自转巨行星上的带状纬向急流。

Mechanisms

深处吸收的太阳光和上方发出的红外辐射决定了大气层的温度结构，温室气体将热量困在地表附近。不均匀的加热和旋转驱动着风和环流单元，而光化学和凝结则产生云和霾，这些又反作用于辐射平衡。

Clinical relevance

比较太阳系中不同大气层揭示了气候和环流的一般原理，为理解地球大气层和解释系外行星大气层提供了重要的背景。

History

航天器改变了对其他大气层的研究：金星号和先锋金星号探测了金星浓密的大气层，海盗号以及后来的着陆器和轨道器描绘了火星稀薄的空气，伽利略探测器采样了木星的大气层，卡西尼-惠更斯号揭示了土卫六浓密的氮甲烷大气层和地表，从而建立了比较行星气候学。

Debates

金星大气层超旋转的起源

尽管进行了广泛的观测和建模，金星大气层旋转速度远快于其下方缓慢自转的行星的原因仍未完全解释。

Key figures

• Fredric Taylor
• Andrew Ingersoll
• James Pollack
• Carl Sagan

Seminal works

• taylor2010
• ingersoll2013

Frequently asked questions

哪个卫星有浓厚的大气层？

土星的卫星土卫六拥有比地球更致密的氮气大气层，伴有甲烷云和雨，这些雨水在其表面雕刻出河流并填满湖泊。

研究其他大气层对地球有什么用处？

其他行星充当了具有不同温度、组成和自转速率的自然实验，有助于检验地球气候和天气背后的一般物理原理。