Wave structure and dynamics in a higher Rossby number regime: implications for the atmospheric Superrotation of Venus and Titan

A circulação geral de corpos com lenta rotação - como Vênus e Titã - é caracterizada pelo fenômeno de superrotação, no qual a atmosfera como um todo possui momento angular expressivamente maior que o da superfície sólida. O número de Rossby , que caracteriza a influência da rotação sobre a circulação, é pequeno para a Terra, mas elevado para Vênus e Titã. Neste regime, é necessária a existência de um acoplamento específico de ondas que promova a geração de fluxos de momento em direção ao equador para a manutenção do escoamento zonal médio. Entretanto, ainda não é claro como tais ondas interagem entre si e com o escoamento médio. O objetivo deste estudo é o de investigar a dinâmica da superrotação atmosférica, baseado num conjunto de experimentos idealizados sob um regime de número de Rossby elevado. Os resultados mostraram que a superrotação somente emerge num planeta de lenta rotação se, simultaneamente, a inércia térmica atmosférica é aumentada e os efeitos do atrito reduzidos; a superrotação pode ser ainda obtida quando o raio planetário é reduzido. A circulação média zonal em superrotação é mantida considerando apenas a interação dinâmica de ondas de Rossby para convergir fluxo de momento na região equatorial. O ciclo de energia da circulação indicou transferência massiva de energia cinética das ondas de Rossby equatoriais para o escoamento médio em períodos curtos e esporádicos de instabilidade baroclínica. A modulação da amplitude dessas ondas sugere mecanismos não-lineares de interação onda-onda entre os modos. O regime encontrado propõe uma dinâmica mais próxima à de Titã do que a de Vênus.