Klima auf einem sich langsam drehenden Planeten

Ich arbeite gerade an einer Geschichte, die auf einem Planeten spielt, dessen Rotationsperiode ungefähr 24 Jahre dauert (Erdjahre oder 8766 Tage). Dieser Planet umkreist einen Stern vom Typ K in etwa 0,75 AE Entfernung, und die Translationsperiode dauert etwa 365 Tage . Es ist in Größe und Masse ähnlich wie die Erde, außer dass es keine tektonische Aktivität hat. Aufgrund der langsamen Rotation neigt das Wasser dazu, zu den Polen zu fließen und hinterlässt einen ringförmigen Superkontinent zwischen dem 40. nördlichen Breitengrad und dem 40. südlichen Breitengrad. Nehmen wir der Einfachheit halber an, dass die axiale Neigung 0º beträgt. Die Temperatur in der Tageszone beträgt 150 ºC (302 ºF) und -150 ºC (-238 ºF) in der Nachtzone (obwohl sich diese Zahlen ändern können, solange es für Menschen unmöglich ist, in diesen Zonen zu leben).

Auf Planeten mit Gezeitensperre können wir riesige Hurrikane und Stürme auf der Tagseite erwarten, wenn Wasser verdunstet, starke Winde von der Nachtzone in die Tagzone und gefrorenes Wasser, das sich auf der Nachtseite ansammelt, und ich denke, diese Bedingungen könnten denen auf meinem Planeten ähnlich sein. aber nicht gleich.

Da sich dieser Planet dreht (sehr langsam, aber er dreht sich), sehe ich das Sonnenlicht aus der Oberflächenperspektive wie einen "Wärmestrahl" (um es in einfachen Worten auszudrücken). Dieser Hitzestrahl mit dem Durchmesser einer ganzen Halbkugel verbrennt das Land und verdunstet das Wasser, wodurch Stürme entstehen, während er sich langsam nach Osten in die gemäßigte Zone bewegt. Aber am anderen Rand des Strahls ist das von der gemäßigten Zone zurückgewonnene Land bereits verbrannt und trocken , sodass heiße Luft aufsteigt, aber keine Feuchtigkeit hat, um Regenwolken zu bilden. Wenn sich die Nachtseite weiterbewegt, gefriert sie ebenso das trockene Land, aber wenn sie sich zurückzieht, schmilzt das darin gespeicherte gefrorene Wasser durch die Wirkung der Tagseite.

Ich nehme an, es gäbe eine "trockenere" Konvektionszelle im gemäßigten Streifen, die sich sonnenwärts bewegt, und eine "feuchtere" Konvektionszelle im gemäßigten Streifen, die sich nachtwärts bewegt. Das wäre das Diagramm:

Diagramm, das Konvektionszellen des Planeten zeigt

Wenn die Sonne das Wasser erhitzt und zum Kochen bringt, würde diese heiße, feuchte Luft in alle Richtungen strömen, um die Leere zu füllen, also würde ich erwarten, dass feuchte Winde durch die Pole ziehen, Wasser verlieren und es dann aus dem Ozean zurückgewinnen und neue Regenwolken erzeugen . Dies könnte das Wetter in den gemäßigten Zonen mäßigen und den sonnenwärts wandernden trockeneren Streifen mit Wasser versorgen . Ich denke, dass wir vielleicht ein Phänomen wie den Monsun in Indien oder El Niño in Südamerika erwarten könnten, da der Kontinent schneller kühler wird als der Ozean .

In Bezug auf den Streifen, der sich nachtwärts bewegt, würde ich schwere Regenstürme, heftige Winde und im Allgemeinen ein schlechteres Wetter als im sonnenzugewandten Streifen erwarten . Außerdem würde kälteres Wasser, das von der Nachtzone freigesetzt wird, den Kontinent abkühlen, aber vielleicht könnte die weiterziehende Sonne und das Kochen der Ozeane die Temperaturen regulieren.

In den Polen wäre das Klima ruhiger, aber da sie von Wasser bedeckt sind, konnten wir nur Meereslebewesen erwarten.

Ozeanische Polarwinde und Strömungen

Ich denke, obwohl es komplex erscheinen mag, ist es eigentlich ein sehr einfaches Klimamuster. Der Planet hat keine tektonischen Platten, daher fehlen ihm hohe Berge , die Winde ablenken würden. Der Planet hat eine Orogenese, die hauptsächlich (wenn nicht vollständig) durch Meteoritenkollisionen in einer fernen Vergangenheit entstanden ist. Außerdem wäre die Kontinentform ziemlich regelmäßig , mit wenigen Seen, Binnenmeeren oder ausgeprägten Golfen.


Ich hätte gerne ein Feedback von euch, Jungs. Ich weiß nicht, ob ich einige entscheidende Punkte übersehe, vielleicht etwas, das ich nicht berücksichtige, in Bezug auf Meeresströmungen, Albedo, Magnetismus, Satelliten, atmosphärische Zusammensetzung ... Sie nennen es. Das Hauptziel von all dem ist die Schaffung eines Planeten, der zwar feindlich ist, aber menschliches Leben beherbergen könnte (und so wissenschaftlich genau wie möglich!) .

Das menschliche Leben auf diesem Planeten hätte sich auf natürliche Weise entwickelt und sich von einer Lebensform zu einer anderen entwickelt, bis es die menschliche Spezies erreicht hätte. Alle hier exponierten können geändert werden, aber meine einzigen Anforderungen sind :

  • Menschenleben. Normale, erdähnliche Menschen. Sie wären keine reinen Menschen, da sie nicht genau auf der Erde geboren sind und Homo sapiens aufziehen , aber sie sollten den Menschen in allen Aspekten ähnlich sein.

  • Ein Tag von 24 Jahren (oder mehr). Es wäre ähnlich, gezeitengesperrt zu sein, aber es ist NICHT gezeitengesperrt . Eine Hemisphäre des Planeten wäre für lange Zeit dem Sonnenlicht ausgesetzt, während die andere dunkel ist, aber sie würde sich langsam drehen, damit Leben existieren könnte, aber Tiere und Menschen müssten immer wandern. Ich möchte, dass sie ständig reisen und sich den Risiken dieser feindlichen Umgebung stellen müssen.

  • Tag und Nacht unbewohnbar . Die Temperaturen können zwischen 150 ºC und -150 ºC liegen. Sie können bei Bedarf auch extremer sein.

Über Achsneigung, Entfernung zum Stern, Wärme/Größe des Sterns, Satelliten, die den Planeten oder andere Himmelskörper umkreisen, können wir all diese Dinge ausbessern. Aber bitte beachten Sie diese drei Anforderungen.

Vielen Dank!!

PD: Wenn etwas nicht klar genug ist, sagen Sie es mir bitte und ich würde es gerne klären!

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Was ich an dieser Frage nicht verstehe, ist, dass Sie Tag und Nacht unbewohnbar sein müssen. (Ich nehme an, weil Sie zwei Stämme haben möchten, die Dämmerungswandler und die Dämmerungswandler, die den Planeten ewig umkreisen und vor dem Sonnenlicht fliehen/jagen?), aber Sie möchten auch, dass sich dort Leben entwickelt hat - wie passt das zusammen? Jedes Leben hätte von Anfang an kreisen müssen, und für Leben in Mikrogröße sind diese Geschwindigkeiten einfach nicht erreichbar. Und selbst wenn sich das Leben an den Polen (Erde-Pol-Kälte(?)) entwickeln würde, was würde es in Richtung Äquator locken? Es gibt kein Essen, nur einen ewigen Kampfmarathon.

Antworten (3)

Es gibt ein potenziell sehr wichtiges Phänomen, das Sie nicht berücksichtigt haben, und das ist die atmosphärische Superrotation , bei der starke Winde effektiv schneller als die Rotationsrate der Welt um die Welt wehen können.

Die Venus weist dies besonders auf, mit sehr schnellen Winden im Vergleich zu ihrer Rotationsrate, die ziemlich langsam ist, ein bisschen wie eure Welt. Die Venus hat eine um einiges dichtere Atmosphäre und rotiert etwas schneller, so dass sie nicht ganz vergleichbar ist.

Es wurden einige Untersuchungen zu diesem Thema durchgeführt, teilweise angetrieben von der Anzahl der gefundenen Exoplaneten, die wahrscheinlich von den Gezeiten eingeschlossen sind. Ein möglicherweise interessanter Blick auf Atmospheric Circulation and Thermal Phase-curve Offset of Tidallyand Nontidally Locked Terrestrial Exoplanets befasst sich mit den Bedingungen, die die Art vorherrschender Winde verursachen können, die wahrscheinlich dazu beitragen, die Temperaturen auf einer langsam rotierenden Welt auszugleichen.

Angesichts der Schwierigkeit, einen guten Blick auf außerirdische Atmosphären zu werfen, gibt es hier eindeutig viel Spielraum ... Sie könnten vernünftigerweise so viel oder so wenig Effekt von Hand einwinken, wie Sie möchten. Mit zu viel wäre Ihr Planet wahrscheinlich zu heiß um den Dämmerungsterminator für Ihre Bedürfnisse, aber Sie brauchen eindeutig ein wenig, um die Luftströmungen, die Sie anstreben, in die bewohnbare Zone zu treiben, und könnten am Ende etwas zu klein sein.

Der Planet hat keine tektonischen Platten, also fehlen ihm hohe Berge

Die Venus scheint auch keine Platten zu haben, aber die Maxwell Montes liegen 11 km über der Bezugshöhe. Beeinflusst Ihre Einstellung wahrscheinlich nicht sehr, aber etwas, das Sie beachten sollten.

Magnetismus

Wahrscheinlich keine. Zwischen einer minimalen Magnetosphäre und einer sehr heißen Atmosphäre am substellaren Punkt riskieren Sie einen beschleunigten Atmosphärenverlust, obwohl zumindest unter einem Stern vom K-Typ die Menge an ionisierender Strahlung geringer sein wird.

Menschenleben beherbergen könnte

Ich frage mich, wo all dein Sauerstoff herkommt. Ein relativ kleiner Teil der Planetenoberfläche ist schließlich in der Lage, es durch Photosynthese zu produzieren, und alles auf der Oberfläche, das oxidieren kann , wird unter jahrelangem heißem Sonnenlicht oxidieren. Sauerstoff ist das Gas, das am stärksten gefährdet ist, durch UV-Strahlung gespalten zu werden und auch durch atmosphärisches Entweichen verloren zu gehen, und es gibt eine ganze Hemisphäre, in der das vor sich geht. Eurer Welt fehlt es auch an praktischem Phytoplankton, das eine wichtige Sauerstoffquelle auf der Erde darstellt.

Dieses Bit muss wahrscheinlich mehr nachgedacht werden ... Ich sehe es in Ihrer Frage nicht erwähnt.

Tut mir leid, dass dies nicht in Kommentarform ist. Aber nur als kleine Aussage, es sieht so aus, als ob alle Voraussetzungen für eine menschliche oder menschenähnliche Lebensentwicklung vorhanden sind, als ob Ihre Klimabeschreibung eine ausgearbeitete ist und die Fauna zumindest vage erdbezogen ist, als würde sie einen Wanderstil für Tiere fördern, und so würde wahrscheinlich alle wandernden, auf Bäumen lebenden Säugetiere ermutigen, eine zweibeinige Form und Füße oder ein Fußanalog zu entwickeln, da eine solche Kreatur ein hohes Maß an Migration durchführen würde, und so das Gleichgewicht zwischen Gehen und Baumklettern (oder einem Baumanalog) finden und Die Ressourcen wären knapp genug, um das Leben in Gruppen zu rechtfertigen, und daher würde jedes intelligente Leben, das nicht daran angepasst ist, etwas wie ein Blätteranalog oder Grasanalog oder ähnliches zu essen, wahrscheinlich ermutigt, einen Jäger-Sammler-Lebensstil anzupassen, obwohl diese Logik meinerseits möglich ist etwas wackelig. Die Unbewohnbarkeit Tag und Nacht fördert die Migration. Es könnte ein wenig helfen, wenn es genügend Orte mit Höhen gibt, um die Entwicklung eines zweibeinigen Rahmens zu rechtfertigen und somit nicht fast das ganze Leben auf vier Beinen zu führen, und genügend Veränderungen im Klima statt der Rotation vorhanden sind, um eine kontinuierliche Migration durch das bewohnbare Gebiet zu rechtfertigen und nicht nur eine langsame Migration nach Norden (?), Um sicherzustellen, dass die Baumbewohner am Ende viel bewegen müssen (oder Höhlen usw.), aber ansonsten kann ich keine Probleme mit selektivem Druck finden, um die Erschaffung eines Humanoiden zu rechtfertigen Rahmen an erster Stelle. Das war chaotisch. Bleegh. und genügend Veränderungen im Klima anstelle der Rotation vorhanden sind, um eine kontinuierliche Migration durch das bewohnbare Gebiet zu rechtfertigen und nicht nur eine langsame Migration nach Norden (?), Um sicherzustellen, dass die Baumbewohner sich am Ende viel bewegen müssen (oder Höhlen usw ), aber ansonsten kann ich keine Probleme mit selektivem Druck finden, um die Schaffung eines humanoiden Rahmens überhaupt zu rechtfertigen. Das war chaotisch. Bleegh. und genügend Veränderungen im Klima anstelle der Rotation vorhanden sind, um eine kontinuierliche Migration durch das bewohnbare Gebiet zu rechtfertigen und nicht nur eine langsame Migration nach Norden (?), Um sicherzustellen, dass die Baumbewohner sich am Ende viel bewegen müssen (oder Höhlen usw ), aber ansonsten kann ich keine Probleme mit selektivem Druck finden, um die Schaffung eines humanoiden Rahmens überhaupt zu rechtfertigen. Das war chaotisch. Bleegh.

Zitat: "Die Unbewohnbarkeit Tag und Nacht fördert die Migration. Es könnte ein wenig helfen, wenn es genügend Orte mit Höhen gibt, um die Entwicklung eines zweibeinigen Rahmens zu rechtfertigen und so nicht fast das ganze Leben vierbeinig zu machen." Es sind nicht Bäume und Berge, die uns zu Affen gemacht haben zweibeinig. Bäume oder Berge sind kein Anreiz für Zweibeiner. Fernsicht ist. Offene Savanne hilft bei der Entwicklung. Und natürlich der Drang nach Migration. Aber auch vierbeinige Tiere wandern. Jeder auf diesem Planeten braucht Migration. Ich frage mich, was passiert, wenn sie irgendeine Westküste erreichen...

Die Frage scheint mir etwas vage zu sein.

Ich weiß nicht, was Sie mit einem Übersetzungszeitraum von 365 Tagen meinen.

Sie sagen, die Rotationsperiode sollte 24 Jahre betragen, ohne anzugeben, ob es sich um Planetenjahre oder Erdjahre handelt.

Sie sagen, dass der Planet einen Stern vom Typ K bei etwa 0,75 AE umkreist. Ich gehe davon aus, dass der Planet eine ähnliche Durchschnittstemperatur wie die Erde hat, aber in den langen, langen Tagen und Nächten große Extreme von Hitze und Kälte hat.

Hier ein Link zu einer Frage:

https://astronomy.stackexchange.com/questions/40746/how-would-the-charakteristika-of-a-habitable-planet-change-with-stars-of-differe/40758#40758

Die Antwort von user177107 enthält eine Tabelle mit den Eigenschaften verschiedener Arten von Sternen. Es enthält den Radius der Umlaufbahn, auf der ein Planet genau so viel Strahlung von seinem Stern erhalten würde wie die Erde von der Sonne. Ich nenne diese Entfernung die Earth Equivalent Distance oder EED. Und es hat auch die Umlaufgeschwindigkeit und die Umlaufzeit oder das Jahr des Planeten.

Sterne sind in verschiedene Spektralklassen unterteilt, die lateinische Großbuchstaben in der Reihenfolge O, B, F, G, K und M (und einige andere, ungewöhnlichere) haben, die von heißeren zu kühleren Photosphären reichen. Und jede Spektralklasse ist in 10 Unterklassen mit arabischen Zahlen von 0 bis 9 in der Reihenfolge abnehmender Oberflächentemperaturen unterteilt. Sterne werden auch nach Leuchtkraft mit römischen Ziffern klassifiziert. Alle Hauptreihensterne gehören zur Leuchtkraftklasse V.

Gemäß der Tabelle hätte ein K8V-Stern eine EED von 0,281 AE und eine Umlaufzeit oder ein Jahr von 70,95 Erdtagen.

Gemäß der Tabelle hätte ein K5V-Stern eine EED von 0,406 AE und eine Umlaufzeit oder ein Jahr von 114,84 Erdtagen.

Gemäß der Tabelle hätte ein K2V-Stern eine EED von 0,58 AE und eine Umlaufzeit oder ein Jahr von 182,93 Erdentagen.

Eine Rotationsperiode von 24 Jahren, die 70,95 Erdtage lang wäre, wäre 1.702,8 Erdtage oder 4,66 Erdjahre lang.

Eine Rotationsperiode von 24 Jahren, die 182,93 Erdtage lang wäre, wäre 4.390,32 Erdtage oder 12,0200 Erdjahre lang.

24 Jahre eines Planeten im EED eines k2V-Sterns wären also 2,579-mal so lang wie 24 Jahre eines Planeten im EED eines k8V-Sterns

Und natürlich gäbe es noch größere Unterschiede zwischen den Umlaufzeiten um einen K0V-Stern und einen K9V-Stern.

Ihr Planet muss nicht genau in der EED-Entfernung von seinem Stern umkreisen und kann näher oder weiter von seinem Stern entfernt sein. Ich bin mir nicht sicher, ob ein Planet, der 0,75 AE von einem K0V-Stern entfernt umkreist, genug Strahlung erhalten würde, aber ich weiß nicht viel über das Klima.

Daher gibt es beträchtliche Schwankungen in der möglichen Jahreslänge eures Planeten und somit in 24-mal in diesem Jahr.

Wenn Sie meinen, dass sich der Planet einmal in 24 Erdenjahren oder ungefähr 8.766 Erdentagen dreht, wären das ungefähr 47,9199 bis 123,55 der Jahre Ihres Planeten.

In jedem Fall hat Ihr Planet eine Rotationsperiode, vermutlich seine sidrische Rotation relativ zu den fernen Sternen, die um ein Vielfaches so lang ist wie seine Umlaufzeit um seinen Stern.

Ich stelle fest, dass Gezeitenwechselwirkungen mit einem Stern die Rotation eines Planeten nur bis zu dem Punkt verlangsamen können, an dem er durch die Gezeiten gesperrt ist und eine Rotationsperiode hat, die seinem Jahr entspricht. Gezeitenwechselwirkungen können die Rotation des Planeten über diesen Punkt hinaus nicht verlangsamen.

Ich weise darauf hin, dass die sehr seltsamen Rotationen von Venus und Uranus vermutlich sehr früh in der Geschichte des Sonnensystems durch riesige Einschläge verursacht wurden, als solche Ereignisse häufiger auftraten. Und ich habe kürzlich eine Erklärung gelesen, dass die Rotationsraten von Planeten hauptsächlich durch die riesigen Einschläge bestimmt werden, denen sie während ihrer Entstehung und frühen Geschichte ausgesetzt sind.

Wenn das der Fall ist, ist es möglich, dass die Rotationsgeschwindigkeit Ihres Planeten durch einen riesigen Einschlag, den er erhalten hat, drastisch verlangsamt wurde.

Natürlich weiß ich nicht genau, ob die Frage besagte, dass 24 Jahre die Länge des Sternentages des Planeten waren, die Zeit, die er braucht, um sich in Bezug auf die Sterne um 360 Grad zu drehen.

Möglicherweise erwähnst du, dass der Sterntag des Planeten 24 Jahre lang wäre. Der Sterntag wäre das Äquivalent zum Sonnentag der Erde, der Zeit, die der Planet brauchen würde, um sich um 360 Grad in Bezug auf seinen Stern zu drehen.

Da der Planet um den Stern kreist und die Richtung zum Stern ändert, während er sich auch um seine Achse dreht, ergeben diese beiden Bewegungen zusammen den Sternentag. Wenn die Umlaufbahn und Rotation eines Planeten der der Erde ähnlich ist, wird sein Sterntag in der Länge seinem Sternentag sehr ähnlich sein.

Wenn der Sterntag des Planeten 24 Erdtage oder ungefähr 8766 ath Tage betragen soll, dreht sich der Planet in jedem Erdjahr um 15 Grad in Bezug auf den Stern und jeden Erdtag um 0,4106 Grad und jede Erdstunde um 0,0017111 Grad.

Der äquatoriale Umfang der Erde beträgt etwa 40.075 Kilometer oder 24.901 Meilen. 1 Grad am Äquator entspricht also etwa 111,31944 Kilometer oder 69,169 Meilen. Tiere und Menschen, die versuchen, in der gemäßigten Zone zu bleiben, müssten also 1.669,79 Kilometer oder 1.037,54 Meilen pro Erdjahr, 4,57 Kilometer oder 2,84 Meilen pro Erdtag und 0,19 Kilometer oder 0,118 Meilen pro Erdstunde zurücklegen.

Was meinst du mit:

Übersetzungsperiode dauert etwa 365 Tage

Ist die Translationsperiode die Länge des Sternentages des Planeten. In diesem Fall müssten die Tiere und Menschen, die versuchen, in der gemäßigten Zone zu bleiben, 24-mal schneller reisen als in der vorherigen Berechnung.

Oder ist die Translationsperiode die Zeit, die ein bestimmter Längengrad des Planeten in der gemäßigten Zone bleibt, und die maximale Zeit, die Menschen und Tiere während ihrer endlosen Wanderungen um den Planeten an einem Ort anhalten können.

Wenn die gemäßigte Zone 10 Grad breit ist und ein Fleck etwa 365 Erdtage in der gemäßigten Zone bleibt, wäre der Sterntag des Planeten etwa 36 Erdjahre oder etwa 13.140 Erdtage lang.

PS.

Wenn der Planet 24 Erdenjahre für jede Rotation in Bezug auf die Sterne benötigt, wird er einer perfekten Kugelform sehr nahe kommen, und es sollte keine Tendenz für die Ozeane geben, in Richtung der Pole zu fließen.

Ich vermute, dass die Form und Lage von Kontinenten und Ozeanen auf die Plattentektonik des Planeten zurückzuführen sein werden, und sie werden sich über Zeiträume von mehreren zehn und hundert Millionen Jahren bewegen.

Auf der Erde ist der Nordpolarozean derzeit fast vollständig von zwei Landmassen umgeben. Die Südpolarregion ist ein Kontinent, aber sobald sie sich weit vom Pol in den riesigen südlichen Ozeanen entfernt, wird es einen Polarozean geben. Dann müsste es nur noch genug kontinentale Bewegung geben, um Eurasien und Amerika zu einem Kontinent zusammenzufügen, der sich um die ganze Welt erstreckt.

Ein Planet mit polaren Ozeanen und einem riesigen äquatorialen Kontinent ist also möglich.