Bestimmung von Klima und Biomen in einer nichtplanetaren Umgebung

Beginnen Sie wie bei jedem Klimasystem mit den Energiequellen und -senken. Auf der Erde sind das jeweils der Äquator und die Pole, und auf eurem Planeten ist das jeweils nahe bei den Lichtern und entfernt von den Lichtern.

Bereiche in der Nähe der Lichter sind warm, und daher ist die in der Nähe befindliche Luft weniger dicht und steigt auf, um durch einströmende kühlere Luft verdrängt zu werden. Dies stabilisiert sich in einer ringförmigen Zirkulationszelle, die um die Lichter herum zentriert ist. Wie Sie betonen, würde sich dies von der Oberfläche aus wie eine radiale Strömung in Richtung der Lichtquelle anfühlen. Die Geschwindigkeit würde von vielen Faktoren abhängen, einschließlich Temperatur, ununterbrochener Entfernung und Trübungsmessungen.

Unter der Annahme, dass die Atmosphäre auch erdähnlich ist, nimmt die Luft, wenn sie sich in Richtung der Lichter bewegt und sich erwärmt, auch Wasser auf und wird feuchter. Dieses Wasser wird sich dann in Wolken und Regen niederschlagen, wenn es aufsteigt, wodurch die Bereiche in der Nähe Ihrer Lichter wolkig, nass und warm werden - eine perfekte Regenwaldkulisse. Wenn Sie sich radial wegbewegen, haben Sie wahrscheinlich feuchten gemäßigten Regenwald, trockenere Wälder, Savannen/Grasland, Tundra und dann Eiswüste in allen Gebieten, die am weitesten von beiden Lichtquellen entfernt sind. Die Lichtquelle im Süden sieht viel größer aus als die in dieser Karte zentrierte - es ist möglich, dass Sie tatsächlich ein verbranntes Gebiet in der Nähe haben, wenn es eine ausreichende Temperatur hat, aber ich müsste mehr über das Land / den Ozean in der Nähe wissen eine anständige Schätzung abgeben.

Sie können einige coole Wechselwirkungen zwischen den beiden Lampen bekommen - es ist wahrscheinlich, dass sich ein Jetstream bildet, wenn die beiden Toroide (Torusse?) Zusammenstoßen und absteigende Äste in ungefähr demselben Bereich haben.

Lokaler hätten Sie an den Küsten immer noch Meeresbrise und mediterranes Klima, da die Meeresbrise durch den Tag-Nacht-Zyklus und die unterschiedliche Wärmekapazität des Ozeans im Verhältnis zum Land angetrieben wird.

Ich mag die Idee einer Entwässerungsstelle im Ozean. Es macht Spaß, mit der nicht-planetarischen Dynamik zu spielen, und es verleiht Ihrer Welt viel Charakter. Abhängig von der Strömung durch diesen Abflusspunkt kann der Ozean immer noch von ozeanischer Zirkulation und Umkippen basierend auf Temperatur- und Salzgehaltsgradienten dominiert werden. Es könnte sogar eine Mischung aus Nettoströmung und Umwälzzirkulation geben, die einige coole spiralförmige Effekte erzeugen könnte.

Die Idee eines Süßwasserozeans ist interessant. Der Ozean ist derzeit salzig, weil er das Ergebnis von Jahrtausenden der Verwitterung von salzhaltigen Gesteinen ist, die in den Ozean gespült und nicht entfernt werden. Um einen Süßwasserozean zu erzeugen, könnten Sie entweder eine minimale Hebung und damit eine minimale Erosion haben, aber viel von der Topographie verlieren, oder Sie könnten ein Sequestriermittel haben. Sie haben bereits eine Entwässerungsstelle im Ozean – das ist ein guter Anfang. Solange die Eingabe in das System auch Süßwasser ist, wird es Ihnen wahrscheinlich gut gehen. Andernfalls würde ich mich mit biologischen Schalen auf Salzbasis (wie Kieselalgen oder Coccolithophoren, die ihre Schalen jedoch aus Salz anstelle von Kieselsäure / Karbonat aufbauen) als einfache Möglichkeit befassen, im Wasser vorhandenes Salz zu sequestrieren und es frisch zu halten.

Ich denke, wir können ein paar Dinge darüber sagen, was @Dubukay in seiner guten Antwort gesagt hat.

Erstens würde es "Jahreszeiten" geben, aber sie wären eher räumlich als zeitlich angeordnet. In den wärmeren Gegenden war die ganze Zeit Sommer, und weiter weg von der hellsten Gegend war es kühler, und dann gelangte man in eine Gegend, in der es jede Nacht frostig wurde, dann in eine Gegend, in der es nachts gefror, und schließlich in den ewigen Winter.

Jedes Gebiet, in dem es nachts keinen Frost gab, wäre tropisch, was durchaus zu einigen interessanten Anpassungen führen könnte. Vielleicht noch interessanter wären die Gebiete, die nachts zufrieren, aber nie einen echten Winter durchmachen. Ich vermute, Sie würden eine interessante neue Art von Anlage mit einer Art Frostschutzsystem bekommen!

Ein weiterer, subtiler Effekt, den Sie sehen würden: Die Blätter von Pflanzen werden von zwei Dingen bestimmt: Der Konkurrenz zwischen Pflanzen um Licht und der Notwendigkeit, dass ein Blatt zumindest zeitweise etwas Licht bekommt. Bei einer Quelle, die sich ständig bewegt, wachsen die Blätter halb zufällig, sogar an einer einzelnen Pflanze. Aber auf eurer Welt wäre die Position der Lichter fest und Pflanzen könnten sich jetzt entwickeln, um die Platzierung ihrer Blätter zu optimieren. Sie würden zweifellos Blätter sehen, die alle in der gleichen Ausrichtung auf das eine oder andere Licht oder auf einen Durchschnitt der beiden rudern. (Es ist schwer im Voraus zu sagen, was die besten Ergebnisse liefern würde.) Ihre Pflanzen würden für Erdaugen wirklich, wirklich seltsam aussehen !

Hier ist meine Antwort auf der Grundlage meiner Recherchen und meines eigenen rudimentären Verständnisses des Themas.

Zunächst verweise ich auf Geoffs Climate Cookbook , das die folgenden physikalischen Grundprinzipien auflistet, aus denen „praktisch alles Wichtige über das Klima abgeleitet werden kann“.

1. Alle Wärme kommt von der Sonne.

2. Wasser erwärmt und kühlt viel langsamer ab als Land; Wasser wirkt somit temperaturstabilisierend.

3. Warme Luft steigt auf, kalte Luft sinkt; Denn Luft dehnt sich bei Erwärmung aus und wird dadurch weniger dicht.

4. Kalte Luft führt zu Hochdruckgebieten, heiße Luft zu Tiefdruckgebieten.

5. Der Wind strömt von Hochdruckgebieten zu Tiefdruckgebieten.

6. Durch den Coriolis-Effekt – die Auswirkung der Erdrotation auf die Luftströmung – werden Winde auf der Nordhalbkugel nach rechts und auf der Südhalbkugel nach links abgelenkt.

7. Aufsteigende Luft begünstigt das Fallen von Niederschlägen, sinkende Luft nicht.

8. Warme Luft transportiert mehr Feuchtigkeit als kalte Luft.

Wind

Daraus können wir schließen, dass bei einer gleichmäßigen Oberfläche (z. B. alles Wasser) der Wind von den kalten Außenbereichen (Hochdruck) nach innen zur Lichtquelle bläst (Tiefdruck). Wenn ich mich nicht irre, wäre der Temperaturgradient aufgrund des Abstandsgesetzes umso steiler, je weiter Sie von der Lichtquelle entfernt sind, sodass die Winde stärker wären. Dies wären die vorherrschenden Winde, die den ITCZ/STHZ/PFs auf einem Planetenkörper in etwa entsprechen.

Landmassen sollten die Druckverteilung nach den Prinzipien 2, 3 und 4 genauso beeinflussen wie auf der Erde. Die meisten Ratgeber beziehen sich an dieser Stelle normalerweise auf die Druckgürtel auf der Erde, was ich zu diesem Thema zu sagen habe, ist also meine persönliche Vermutung . Fühlen Sie sich frei, mich zu korrigieren, wenn ich falsch liege.

Im Winter erzeugt Land auf der Erde Hochdruckgebiete auf dem Land und Tiefdruckgebiete über dem umgebenden Ozean, während im Sommer das Gegenteil der Fall ist. Da es in dieser Umgebung keine Jahreszeiten gibt, sollte das Land ständig entweder Tief- oder Hochdruckzonen erzeugen, vermutlich abhängig vom Klima in dieser Region und damit davon, wie weit es von der Lichtquelle entfernt ist. Zentrale Regionen würden Druckverteilungen erzeugen, die dem Sommer auf der Erde entsprechen, während die äußeren Regionen eher dem Winter ähneln. Je größer die Landmasse, desto intensiver die Wirkung. Ich glaube nicht, dass die Ost / West-Unterscheidung ohne die Druckgürtel der Erde zutrifft.

Meeresbrisen sollten aufgrund des Tag-Nacht-Zyklus immer noch auftreten, aber ich verstehe, dass diese in den wärmeren inneren Regionen, wo der Temperaturgradient höher wäre, stärker sein würden. In den kälteren Regionen, die weiter von der Lichtquelle entfernt sind, wären sie weniger ausgeprägt oder nicht vorhanden, wenn sie den vorherrschenden Winden entgegenwirken, die nach innen zum Zentrum strömen. Es könnte auch eine Überlegung wert sein, Berg- / Talbrisen in Betracht zu ziehen, aber die meisten Quellen, die ich konsultiert habe, erwähnen es nie, daher bin ich mir nicht sicher, ob es auf Makroebene von Bedeutung ist.

Regen

Warme Winde, die über die Ozeane wehen, nehmen Feuchtigkeit auf. Es regnet dann über Land als Ergebnis der Konvektion, die die Luft zum Aufsteigen bringt, oder des orografischen Hebens, wenn es auf eine Bergkette trifft. Berge sollten immer noch Regen auf der Luvseite und Regenschatten auf der Leeseite erfahren.

In Richtung der warmen Zentren sollte es mehr regnen, vorausgesetzt, die Winde hatten Gelegenheit, Feuchtigkeit aufzunehmen. Bei trockenem Binnenwind sollte es wenig regnen. Die Bergketten in der bereitgestellten Karte sollten die Südküste trocken machen (ein Problem für mich, weil ich die Karte gezeichnet habe, ohne darüber nachzudenken, und die Flüsse eingezeichnet habe, in der Annahme, es wäre das Gegenteil). Die Entfernung vom Ozean landeinwärts sollte ebenfalls berücksichtigt werden; Je länger es über Land reisen muss, desto mehr Feuchtigkeit verliert es unterwegs.

Kalte Winde, die in äußeren Regionen über den Ozean wehen, nehmen weniger Feuchtigkeit auf als warme Regionen.

Temperatur

Die Kreise auf der Karte stellen die Intensität des Sonnenlichts dar, wobei der äußerste Kreis ungeachtet der örtlichen Bedingungen 0 Grad Celsius beträgt. Winde, die heiße oder kalte Luft aus anderen Regionen blasen, werden dies ebenso beeinflussen wie große Gewässer, die Temperaturschwankungen von Tag/Nacht regulieren. Ich kann mir vorstellen, dass Niederschlag auch einen kühlenden Effekt haben würde. Der letzte Faktor, der mir einfällt, wäre die Höhe, wobei die Temperaturen abnehmen, je höher das Land über dem Meeresspiegel liegt.

Biome

Geoff's Cookbook enthält eine Tabelle, die auf der Köppen-Geiger-Klimaklassifikation basiert und als Referenz nützlich sein könnte:

Biom sollte hauptsächlich von Temperatur und Niederschlag abhängen; der Breitengrad in dieser Einstellung ist irrelevant. Da es keine saisonalen Schwankungen gibt, ist es unmöglich, für alles im Köppen-System exakte Übereinstimmungen zu haben, aber diejenigen, bei denen Sommer/Winter relativ ähnlich bleiben, sollten am aufschlussreichsten sein.

Eine höhere Höhe führt normalerweise zu niedrigeren Temperaturen, die sich auf Biome auswirken. Gebiete mit höheren Niederschlägen haben eher Wälder als Grasland/Steppen.

Zusätzliche Referenzen

Pixies Tutorial zur Anwendung von Geoffs Klimakochbuch

Die Köppen-Geiger-Klimaklassifikation vereinfacht durch Azélor

Wikipedia-Artikel über tägliche Temperaturschwankungen