潮汐相锁：白天不懂夜的黑

“我们的研究主要集中在红矮星附近的宜居行星。”胡永云告诉科技日报记者，这主要是因为红矮星大约占宇宙总恒星数量的80%，是数量最多的一类恒星，而且该类恒星的辐射温度为3500K左右，远低于太阳的辐射温度6000 K，其宜居行星距离红矮星较近，易于被探测到。因此，人类很可能首先在红矮星附近发现适宜生命存在的行星。

由于围绕红矮星运行的宜居行星距离母星较近，这就带来了另一个问题——潮汐相锁。胡永云解释说，恒星与行星之间的引力较大，行星很可能是潮汐锁相的，也就是行星的一面永远面对恒星，为白天，而另一面永远背对恒星，为黑夜。他举例说，就如同月球被地球潮汐相锁，我们永远只能看到月球的一面，而看不到其另外一面。这一行星与其恒星之间特殊的运行方式势必造成行星的朝阳面和背阳面之间的加热不均匀。

由此产生的一个严重的问题是，尽管该类行星的朝阳面温度适于液态水存在，但其背阳面由于得不到恒星辐射而太寒冷，以至于所有的大气和水分都被冻结在背阳面，从而不适宜生命存在。

海洋热量输送：用我的热度温暖你

海洋是一种流体，其流动可以把热量从行星较热的地方到较冷的地方，这就被称为海洋热量输送。胡永云解释，以地球为例，海洋和大气一起把热带的热量输送到两极地区，使得热带不至于太热，而两极地区不至于太冷。在地球上，海洋向两极地区的热量输送与大气的热量输送作用相当，都很重要。他指出，对于潮汐锁相行星来说，我们关心的热量输送主要是自朝阳面向背阳面的热量输送。

从研究中建立的模型来看，潮汐相锁的行星上，如果在海洋静止的情况下，朝阳面只有部分区域有液态水存在，其他均为海冰覆盖，即使温室气体二氧化碳的浓度从355 ppmv （ppmv代表每百万体积单位中CO2的体积含量，相当于现在地球大气中的CO2含量）增加到0.2个大气压，开放海洋区域也没有增加太多，背阳面地表温度仍然在零下60摄氏度以下。

但如果考虑动力海洋的作用，背阳面温度显著增加，开放海域则可以一直延伸到背阳面。当二氧化碳浓度增加到0.2个大气压时，行星表面海冰全部融化，温度高于0摄氏度。这说明海洋环流和热量输送能够极大地改变宜居行星的气候环境和气候模态的空间分布。