Atmosphäre einer bewohnbaren Welt um einen Stern vom Typ K

Kurze Antwort: Es ist kompliziert

Berechnungen zum Treibhauseffekt haben einige ernsthafte Mathematik hinter sich. Es gibt positive und negative Rückkopplungsschleifen, Abweichungen in der Albedo aufgrund sich ändernder Wolkenmuster, Ozeaneis, wachsende Wüsten ... Dann macht die Variation der Spektralklasse der Sterne alle empirischen Daten aus dem Sol-System aufgrund seiner unterschiedlichen Schwarzkörper-Strahlungskurve ungenau und die wechselnde Bedeutung verschiedener Absorptionsspektren von Treibhausgasen. Nichts weniger als eine Physiksimulation wird Ihnen eine perfekte Antwort geben.

Lange Antwort: Ich habe einen Workaround. Art von.

Nachdem ich selbst während des Weltenbaus auf dieses Problem gestoßen war, entwickelte ich eine Problemumgehung mit einem linearen Modell, das auf Daten aus dem Sonnensystem basiert. Beachten Sie, dass dies nur ein "gut genug" Ansatz ist und auf einen Stern vom Typ G abgestimmt ist. Trotzdem hat es meinen Zwecken gut gedient und ich habe nie verrückte Werte daraus gezogen. Seien Sie sich bewusst, dass, sobald die Temperatur Ihres Planeten 230 Kelvin oder 47 Grad Celsius übersteigt, die Ozeane in einem außer Kontrolle geratenen Treibhauseffekt zu verdampfen beginnen. Das ist der Venus in der Vergangenheit passiert und wird der Erde in etwa einer Milliarde Jahren passieren.

Liste der Treibhausgase

$CO2 = 514 K/atm /// 1378 K/atm$(wenn unter 0,005 atm)

$HO2 = 677 K/atm$

$CH4 = 404 K/atm /// 1466666 K/atm$

(wenn unter 0,00005 atm)

$SO2 = 501 K/atm$

$O3 =19600000 K/atm$

Für eine realistische Atmosphäre benötigen Sie CO2, aber überschreiten Sie 0,02 atm (0,005 atm für Komfort) oder die Atmosphäre ist für Menschen nicht atembar. Wasserdampf ist auch ein Muss, da es das wichtigste Treibhausgas ist. Ozon benötigt Sauerstoff (halten Sie ihn zwischen 0,16 und 0,5 atm für die menschliche Überlebensfähigkeit und lassen Sie ihn 35 % der Atmosphäre nicht überschreiten, da er bei höheren Konzentrationen ausbrennt) und sollte aus Komfortgründen unter 0,0000001 atm gehalten werden. Methan erfordert biologische Prozesse und sollte 0,05 atm nicht überschreiten. Schwefeldioxid ist optional und wäre ein Indikator für starke vulkanische Aktivität. Halten Sie es unter 0,000005 atm.

Ihre Atmosphäre

Wenn man sich Ihre Atmosphäre ansieht, müssen die hohen Konzentrationen an Ar und Ne einer besonderen Erklärung bedürfen. Der Mangel an O3, H2O und CH4 ist auch etwas auf der oiden Seite. Meine schnelle und schmutzige Methode sagt mir, dass Sie nur 2,96356 K aus Ihrer aktuellen Atmosphäre herausholen.

Mein Vorschlag

Nehmen Sie 0,0045 atm CO2, fügen Sie 0,05 atm H2O, 0,0000007 atm O3 und 0,0000075 atm CH4 hinzu. Entfernen Sie einige der Edelgase, um Platz zu schaffen, und fügen Sie etwas O2 und N2 hinzu. Damit kommst du auf 64.771 K.

Jetzt ignoriert dies immer noch die Rückkopplungsschleifen, aber wenn Sie Lust haben, die Albedo des Planeten für eine bestimmte Temperatur zu schätzen, ist dies machbar. Führen Sie die Berechnung und Schätzung mehrmals durch und Sie sollten ein akzeptables Gleichgewicht erreichen.

Um die Temperatur der Atmosphäre zu erhöhen, müssen Sie mehr IR-Strahlung einfangen.

Wenn Sie die atmosphärische Fähigkeit erhöhen möchten, IR-Strahlung zurückzuhalten, müssen Sie den Gehalt an Treibhausgasen erhöhen, z$CO_2$,$CH_4$,$H_2O$.

Diese Gase blockieren das von der Oberfläche emittierte IR und erhöhen so die Atmosphärentemperatur.