Reicht die Exzentrizität der Erdumlaufbahn aus, um selbst geringfügige Jahreszeiten ohne axiale Neigung zu verursachen?

Sehr coole Frage. Ich möchte hier ein wenig ins Detail gehen, weil es sonst eine Ein-Absatz-Antwort geben würde, und ich glaube nicht, dass das ausreichen würde. Hier geht es also.

Die Planeten in den Sonnensystemen haben Umlaufbahnen mit ziemlich niedrigen Exzentrizitäten ( weitere Exzentrizitätswerte finden Sie hier ). Am oberen Ende liegt Merkur mit einer Exzentrizität von 0,2056. Am unteren Ende befindet sich die Venus bei 0,00677. Die Erde liegt dazwischen, aber mit 0,0167 mäßig niedrig. Der Abstand zwischen Perihel und Aphel beträgt 5 Millionen Kilometer – bei einer Umlaufbahn mit einem durchschnittlichen Radius von etwa 150 Millionen Kilometern. Beachten Sie jedoch, dass sich Exzentrizitäten ständig ändern.

Wir hätten sicherlich "Jahreszeiten", wenn es keine axiale Neigung gäbe, aber sie wären höchstwahrscheinlich nicht dramatisch. Wie Wikipedia sagt

Aufgrund der größeren Entfernung am Aphel fallen nur 93,55 % der Sonnenstrahlung von der Sonne auf eine bestimmte Landfläche wie am Perihel.

Aber auf dieser Seite heißt es

Die Exzentrizität der Umlaufbahn kann die Temperaturen beeinflussen, aber auf der Erde ist dieser Effekt gering und wird durch andere Faktoren mehr als ausgeglichen; Untersuchungen zeigen, dass die Erde als Ganzes tatsächlich etwas wärmer ist, wenn sie weiter von der Sonne entfernt ist. Dies liegt daran, dass die nördliche Hemisphäre mehr Land hat als die südliche und Land sich schneller erwärmt als das Meer.

Mehr Land bedeutet also, dass der Planet Wärme besser aufnehmen kann, was der Abstandsänderung entgegenwirkt.

Aber das finde ich ziemlich langweilig. Nicht wahr? Lassen Sie uns also berechnen, wie exzentrisch die Umlaufbahn der Erde sein müsste, damit es Jahreszeiten ohne axiale Neigung gibt. Aus dem Diagramm hier können wir ersehen, dass die höchste durchschnittliche hemisphärische Temperatur 22 Grad Celsius beträgt, während die niedrigste 8 Grad Celsius beträgt.

Was ist mit anderen Planeten?

Es gibt einen stetigen Abwärtstrend , je weiter wir uns von der Sonne entfernen (Venus ist eine Ausnahme wegen ihres außer Kontrolle geratenen Treibhauseffekts). Für die Erde beträgt die durchschnittliche Oberflächentemperatur 287 K (15 Grad C). Unser Maximum wäre also 295 K und unser Minimum etwa 281 K (Kelvin = Celsius + 273). Vergleichen Sie das mit den anderen Planeten.

Ich habe eine Grafik erstellt, die ich hier leider nicht einfügen kann, die zeigt, dass der Planet, um eine Oberflächentemperatur von 295 K zu haben, nicht viel näher sein müsste als wir. Relativ, das heißt. Ungefähr 0,975 AU vom Stern entfernt. Um eine Oberflächentemperatur von 281 K zu haben, müsste sie 1,05 AE vom Stern entfernt sein. Das vernachlässigt übrigens die unterschiedliche Land/Meer-Absorption.

Wenn also die Erdumlaufbahn eine Exzentrizität von etwa 0,35 hätte, könnte sie einige gemäßigte Jahreszeiten haben.

Ich hoffe das hilft.

Hinweis: Ich habe diesen Exzentrizitätsrechner aus Gründen der Genauigkeit und Zeit verwendet. Ich wäre immer noch dankbar, wenn jemand meine Gesamtberechnungen für diese Antwort überprüfen könnte.