Bestimmung der Planetenrotationsperiode, die eine globale Windzelle ermöglichen würde

Ich versuche herauszufinden, wie schnell sich ein Planet drehen könnte, während er gleichzeitig eine einzige Luftströmungszelle wie Hadley-Zellen hat , die vom heißen Pol zum kalten Pol usw. kreisen würde, wie im Fall von Gezeiten-geschlossenen Planeten und der Venus. Das heißt, was eine geschätzte Mindestzeit ist, die ein Bereich eines Planeten unter einem Stern backen muss, um die erforderliche Temperaturdifferenz für eine einzelne Luftzelle zu bilden, vorausgesetzt, eine erdähnliche Atmosphäre und Ozeane, um sie bis zu einem gewissen Grad zu regulieren. Oder wie viel könnten Sie die Rotationsrate der Venus erhöhen, ohne die einzelne Windzelle zu stören?

Ich verstehe nicht viel von der Mathematik rund um die Atmosphäre, also gehe ich von dem aus, was ich aus Papieren entnehmen kann und was wir über Venus und Planeten wissen, die durch Gezeiten an Rote Zwerge gebunden sind. Ich versuche, auf dem schmalen Grat eines Planeten zu reiten, der etwas feindselig, aber immer noch bewohnbar ist. So lange "Tage" und "Nächte" und fast konstante Winde, die stark sind, aber nicht die lächerliche Windgeschwindigkeit der Venus, noch Temperaturen, die eine Person braten oder einfrieren. In der Einstellung, an der ich arbeite, wurde der betreffende Planet terraformiert, um die Bedingungen der Erde nachzuahmen, sodass es keinen Sinn machen würde, diesen Planeten auszuwählen, wenn das Endprodukt nahezu unwirtlich wäre. Verzweiflung/begrenzte Möglichkeiten können dies bis zu einem gewissen Grad rechtfertigen, aber wenn man nach draußen geht, stirbt man sofort.

So wie ich es verstehe, würde eine globale Windzelle eine konstante, langsam wandernde Wolkenschicht aufweisen, die unter dem heißen Pol folgt, der langsam parallel zum Äquator wandert und Jahreszeiten von "Tag-Sommer" und "Nacht-Winter" erzeugt. Achselneigung vernachlässigbar nein der Einfachheit halber. Jeder gegebene Punkt auf dem Planeten hätte im Wesentlichen einen konstanten Windfluss, der während der gesamten Tag-Nacht-Periode des Planeten seinen Winkel langsam über alle 360 ​​Grad ändert, wobei natürlich die geografischen Merkmale ignoriert werden.

Ich bin mir nur nicht sicher, ob ich einen "Tag" von beispielsweise 90 bis 24 Stunden per Hand winken kann, ohne den Planeten aufgrund von Windstärke / Temperatur unwirtlich zu machen. Auch das Vorhandensein von extrem häufigen Hurrikanen/Zyklonen, die sich entlang des vertikalen Äquators bildeten? Ich habe diesbezüglich gemischtes gelesen. Meine aktuelle Arbeit konzentriert sich auf bewohnbare Ost-West-Bänder zwischen dem zentralen Hot-Pole-Sturm und möglichen vertikalen Äquatorstürmen, aber auch hier bleiben Windgeschwindigkeit und Temperatur ein Problem.

Das Papier "ATMOSPHERIC DYNAMICS OF TERRESTRIAL EXOPLANETS OVER A WIDE RANGE OF ORBITAL ANDATMOSPHERIC PARAMETERS" scheint einige Antworten zu haben und einige Dinge zu beleuchten, aber vieles davon ist mir schleierhaft. Es scheint, als ob Sie bei einer Rotationsrate von 1/16 bereits einen ziemlich signifikanten Ausgleich der Temperaturunterschiede in Längsrichtung erhalten, zumindest.

Meine Antwort hier fühlt sich relevant an, aber das ist auch die schamlose Selbstdarstellung
Zur Verdeutlichung: Ihr Planet hat einen heißen und einen kalten Pol, da er sich um eine Achse dreht, die ständig auf den Stern zeigt? Und der Äquator ist mittlere Temperatur?
Ah, ich muss zurückgehen und aus Gründen der Klarheit bearbeiten. Der Planet dreht sich genauso um eine Achse wie die Erde, nur viel langsamer. Es ist nicht gezeitenabhängig, aber es dreht sich langsam genug, so dass heiße und kalte "Pole" langsam entlang des Äquators wandern. Im Wesentlichen ist der Tageszyklus so lang, dass der Temperaturunterschied eine große Hadley-Windzelle erzeugt, die vom heißen Pol zum kalten Pol usw. wandert, wie Sie es theoretisch auf einem von den Gezeiten eingeschlossenen Planeten sehen würden und wie wir es auf der Venus beobachten können.
Ich schätze, stellen Sie sich einfach vor, die Rotationsrate der Venus zu erhöhen, aber an welchem ​​​​Punkt würden sich die Windströmungen in mehrere Hadley-Zellen aufteilen? Außer bei erdähnlichen Bedingungen und ähnlichen Temperaturbedingungen. Ich habe Ihre vorherige Antwort gesehen, und in vielerlei Hinsicht würde das meine Arbeit erleichtern, lol, aber ich habe sie trotzdem hier rausgeworfen, falls jemand eine Antwort hätte.

Antworten (1)

Ich glaube nicht, dass Ihr Planet überhaupt Hadley-Zellen haben wird

Hadley-Zellen bilden sich aufgrund der Erhaltung des Drehimpulses, wenn sich Fluidpartikel um eine Achse oder Rotation bewegen und sich entweder der Achse nähern oder sich weiter von ihr entfernen. Sie sind das Ergebnis großflächiger Luftbewegungen auf die Rotationsachse zu oder von ihr weg, da die Kugelform der Erde und die äquatorwärts gerichtete Bewegung der Luft den Radius ihrer Rotation verringern und somit die Geschwindigkeit erhöhen, mit der sie sich drehen die Achse.

In Ihrem Setup sind der "heiße" Pol und der "kalte" Pol jedoch nicht auf die Rotationsachse ausgerichtet. In einer gezeitengesperrten Anordnung dreht sich der Planet immer noch um seine vertikale Achse, aber er tut dies nur mit der gleichen Periode wie die Rotationsperiode um den Stern. Die Luftbewegung wird (in der Nähe der Oberfläche) in Richtung des "heißen" Pols und weg vom "kalten" Pol erfolgen, aber die Hauptluftbewegung ist nicht so, dass sie den Radius des Fluidpartikels signifikant vergrößert oder verkleinert.

Da die Gesamtbewegung von Flüssigkeitspartikeln durch ihre Bewegung zu den Polen hin oder von ihnen weg nicht wesentlich verändert wird, scheint es keinen Grund für sie zu geben, die sich bildende einzelne Zirkulationszelle aufzubrechen - es gibt keine großräumigen Änderungen in Radius oder Geschwindigkeit zu berücksichtigen. Jemand anderes kann die Formeln vielleicht tatsächlich ausführen, aber ich bin mir ziemlich sicher, dass gezeitengesperrte Planeten überhaupt keine Hadley-Zellen haben werden. Coole Frage!

Irgendeine Idee, wie langsam sich der Planet drehen müsste, damit sich keine Hadley-Zellen bilden?
@QuiGonJon Um die Achse drehen, die senkrecht zur Rotationsebene steht, oder um die Achse drehen, die durch Ihre „heißen“ und „kalten“ Pole verläuft?
Um die Achse senkrecht zur Rotationsebene
Äh. Darauf wollte ich in meiner Antwort hinweisen - Sie können es so schnell oder so langsam drehen, wie Sie möchten, da die Luft nicht so fließt, dass sie durch die Erhaltung des Drehimpulses aufgebrochen wird.
Ich glaube, da gibt es ein Missverständnis, oder ich habe einfach nur ein schreckliches Missverständnis. Wie wäre es damit. Erdrotation verlangsamen. Wissen wir, wann sich Luftzellen in etwas umwandeln würden, das wir auf einem vollständig von den Gezeiten eingeschlossenen Planeten sehen würden? Aus Papieren, die ich gelesen habe, wenn Sie eine Drehzahl von 1/16 erreichen, sind die Luftzellen viel weniger hervorstehend (könnten zu diesem Zeitpunkt nur 2 sein?), Aber immer noch da. Ich könnte wahrscheinlich 1/32 Rotationsrate von Hand winken, aber ich bin an diesem Punkt investiert, lol
Bestimmung der Planetenrotationsperiode, die eine globale Windzelle ermöglichen würde
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