Wie wir wissen, hat die Erde eine axiale Neigung und eine nahezu kreisförmige Umlaufbahn. Was wäre, wenn es einen bewohnbaren Planeten mit fast keiner axialen Neigung gäbe? Offensichtlich gäbe es keine durch Neigung verursachten Jahreszeiten, stattdessen wären die Jahreszeiten planetenweit und würden durch eine exzentrischere Umlaufbahn (e = ~ 0,06) verursacht, in der der Planet im Sommer näher an seinem Mutterstern und im Winter weiter entfernt ist. Wie würde sich dies auf das Klima eines ansonsten erdähnlichen Planeten auswirken, wenn die durchschnittliche Entfernung vom (sonnenähnlichen) Mutterstern etwa 1 AE beträgt?
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Ich werde mich hier auf die Planetentemperaturen konzentrieren. Beachten Sie, dass dies ein vereinfachter Ansatz ist; Wenn es um das Klima geht, wirkt sich die Änderung einer Variablen oft auf andere aus.
Die einfallende Sonnenstrahlung (im Grunde genommen das Sonnenlicht, das tatsächlich auf den Planeten trifft) skaliert relativ zum umgekehrten Quadrat der Entfernung: Die Halbierung des Umlaufbahnradius führt zu einer vierfachen Strahlung. Dies führt zu ziemlich signifikanten Unterschieden zwischen Aphel (dem am weitesten von der Sonne entfernten Punkt in der Umlaufbahn) und Perihel (dem nächstgelegenen Punkt). Idealerweise würden tatsächliche Umlaufbahndaten die größte Genauigkeit liefern, aber es ist für diesen Zweck in Ordnung, Proportionen zu finden und die Erde als Vergleichspunkt zu verwenden.
Um die Strahlung am Aphel und am Perihel zu testen, benötigen Sie die Verhältnisse im Vergleich zum Normalen (die durchschnittliche Strahlung im Verlauf einer Umlaufbahn, hier angenommen, dass sie gleich der Erde ist). Das relevante Verhältnis ist so etwas wie (D+f)^2 / (Df)^2, wobei e=f/D; D ist die große Halbachse der Umlaufbahn (die längste Achse zwischen gegenüberliegenden Punkten der Ellipse oder einfach der Radius, wenn es sich um einen Kreis handelt). Da wir nur versuchen, die Proportionen zu finden, kann D einfach als =1 genommen werden, was f = e bedeutet, was unser Leben einfacher macht. In Ihrem Beispiel erhalten Sie am Perihel im Vergleich zum Aphel ~ 1,12 / 0,88 oder ~ 1,27 oder 27% mehr Strahlung.
Planetentemperaturen skalieren mit ^4 der einfallenden Strahlung: Es gibt andere Faktoren wie Albedo und Treibhausgaseffekte und so weiter, aber die Strahlung ist die Zahl, die wir tatsächlich ändern, also ist das, worauf es jetzt ankommt. Das Ziehen der vierten Wurzel schickt uns von dieser Zahl von 1,27 auf ~1,06 zurück, aber diese Temperaturen werden in Kelvin und nicht in Celsius berechnet. Wenden Sie diese Erhöhung auf die Erde an, und die durchschnittliche Planetentemperatur steigt von ~288 K auf ~305 K oder 15 °C auf 32 °C, was offensichtlich katastrophal ist: Eine kleine Änderung der Exzentrizität hat enorme Auswirkungen. Dies ist natürlich der Fall, wenn der niedrigste Punkt (Aphel) dem Durchschnittsfall der Erde entspricht. Die Auswahl der richtigen Zahlen in der Berechnung ist von entscheidender Bedeutung.
Wenn Sie zum Perihel-Fall zurückkehren, ergibt 4rt(1,12) ein Netz von ~1,03, was eine vernünftigere Erhöhung auf 296K ergibt. Für Aphelion ergibt 4rt(0,88) netto ~0,97, um am anderen Extrem auf 279K zu fallen. Im Laufe eines Jahres haben Sie es also mit einer planetaren Temperaturschwankung von ~ 17 ° C zu tun, von 6 ° C auf 23 ° C, während die Erde aufgrund ihrer nahezu kreisförmigen Umlaufbahn das ganze Jahr über bei relativ konstanten 15 ° C bleibt. Das sind mächtige Schaukeln; Wenn das Jahr Ihres Planeten zu lang ist, kann dies definitiv große Probleme verursachen, aber das könnte für jede Geschichte, die Sie erzählen, von großem Interesse sein. Denken Sie daran, dass dies Durchschnittstemperaturen auf dem gesamten Planeten sind, nicht für eine bestimmte Region: Es wird offensichtlich Hotspots und Eiskappen und all den Rest geben.
Auswirkungen: Die vernachlässigbare axiale Neigung bedeutet, dass Sie keine echten Jahreszeiten haben, aber die exzentrische Umlaufbahn erzeugt effektiv unterschiedliche "heiße" und "kalte" Jahreszeiten. Was die Klimaauswirkungen angeht? Erwarten Sie, dass die meisten Ihrer Klimazonen gemäßigt oder besonders kontinental sind, da dies die Klimazonen sind, die mit großen Temperaturschwankungen zurechtkommen. Sie werden wenig bis gar nichts für wirklich tropische Bedingungen haben, da die "kalte" Jahreszeit unter Ihren derzeitigen Parametern fast überall unter 18 ° C sinken wird und Schnee in eher niedrigeren Breiten auftauchen wird, als wir auf der Erde erwarten. Ich sage auch viel größere Gletscherschmelzen (und -gefrierungen) voraus, also werden Flüsse, die davon gespeist werden, wahrscheinlich schnelle und mächtige Flüsse sein im Vergleich zu dem, was wir auf der Erde sehen. Dennoch sind Sie in den meisten Regionen innerhalb der Grenzen der Bewohnbarkeit, obwohl Wüsten in den "
Ein Wort der Vorsicht : In der Praxis können solche Änderungen natürlich etwas gedämpft werden, indem andere Parameter wie Albedo oder atmosphärischer Gehalt usw. angepasst werden, sodass dieses Ergebnis nicht unbedingt endgültig ist. Die Berechnung der Oberflächentemperatur ist in der Regel eine chaotische Übung, wenn Sie sich von den Standardwerten der Erde entfernen, aber es ist möglich. Sie können plausibel sagen, dass es etwas mehr (oder weniger) spezifische Elemente in der Atmosphäre gibt, um den Treibhauseffekt nach Bedarf zu modifizieren, ohne Ihre Welt erheblich zu verzerren, soweit irgendjemand das beurteilen kann.
Ein bewohnbarer Planet mit geringer axialer Neigung wie die Venus wird das ganze Jahr über in einem bestimmten Klima und an einem bestimmten Ort eine ähnliche Temperatur und Sonnenschein haben. Zum Beispiel hätte London wahrscheinlich das ganze Jahr über ein kühles und wolkiges Klima mit relativ schwachem Sonnenschein (aufgrund der Sonneneinstrahlung in hohen Breiten), was auch bedeutet, dass auf einem Planeten mit einer geringen axialen Neigung die Jahreszeiten nicht so gut existieren würden.
Palaran
Buh Radley