潮汐相鎖：白天不懂夜的黑

“我們的研究主要集中在紅矮星附近的宜居行星。”胡永云告訴科技日報記者，這主要是因為紅矮星大約占宇宙總恒星數(shù)量的80%，是數(shù)量最多的一類恒星，而且該類恒星的輻射溫度為3500K左右，遠低于太陽的輻射溫度6000 K，其宜居行星距離紅矮星較近，易于被探測到。因此，人類很可能首先在紅矮星附近發(fā)現(xiàn)適宜生命存在的行星。

由于圍繞紅矮星運行的宜居行星距離母星較近，這就帶來了另一個問題——潮汐相鎖。胡永云解釋說，恒星與行星之間的引力較大，行星很可能是潮汐鎖相的，也就是行星的一面永遠面對恒星，為白天，而另一面永遠背對恒星，為黑夜。他舉例說，就如同月球被地球潮汐相鎖，我們永遠只能看到月球的一面，而看不到其另外一面。這一行星與其恒星之間特殊的運行方式勢必造成行星的朝陽面和背陽面之間的加熱不均勻。

由此產(chǎn)生的一個嚴重的問題是，盡管該類行星的朝陽面溫度適于液態(tài)水存在，但其背陽面由于得不到恒星輻射而太寒冷，以至于所有的大氣和水分都被凍結(jié)在背陽面，從而不適宜生命存在。

海洋熱量輸送：用我的熱度溫暖你

海洋是一種流體，其流動可以把熱量從行星較熱的地方到較冷的地方，這就被稱為海洋熱量輸送。胡永云解釋，以地球為例，海洋和大氣一起把熱帶的熱量輸送到兩極地區(qū)，使得熱帶不至于太熱，而兩極地區(qū)不至于太冷。在地球上，海洋向兩極地區(qū)的熱量輸送與大氣的熱量輸送作用相當，都很重要。他指出，對于潮汐鎖相行星來說，我們關(guān)心的熱量輸送主要是自朝陽面向背陽面的熱量輸送。

從研究中建立的模型來看，潮汐相鎖的行星上，如果在海洋靜止的情況下，朝陽面只有部分區(qū)域有液態(tài)水存在，其他均為海冰覆蓋，即使溫室氣體二氧化碳的濃度從355 ppmv （ppmv代表每百萬體積單位中CO2的體積含量，相當于現(xiàn)在地球大氣中的CO2含量）增加到0.2個大氣壓，開放海洋區(qū)域也沒有增加太多，背陽面地表溫度仍然在零下60攝氏度以下。

但如果考慮動力海洋的作用，背陽面溫度顯著增加，開放海域則可以一直延伸到背陽面。當二氧化碳濃度增加到0.2個大氣壓時，行星表面海冰全部融化，溫度高于0攝氏度。這說明海洋環(huán)流和熱量輸送能夠極大地改變宜居行星的氣候環(huán)境和氣候模態(tài)的空間分布。