Wie kann man die Farbe dieses Himmels vorhersagen?

Wie kann ich anhand der bereitgestellten Informationen die Farbe des Himmels vorhersagen?

Atmosphärische Zusammensetzung:

  • | 2 % Spurengase | 58 % Stickstoff | 26 % Sauerstoff | 11 % Argon | 3 % Kohlendioxid |

Durchschnittliche Oberflächentemperatur:

  • 36 Grad Celsius

Planetenrotation:

  • 34 Stunden

Axiale Neigung:

  • 0

Infos zu Höhe, Druck und atmosphärischer Dichte:

altitude    pressure    density 
(meters)    (atm)       (kg/m^3)
0           17          10 
1000        15.3        9
2000        13.8        8.1
3000        12.5        7.3
4000        11.3        6.6
5000        10.1        6
10000        6          3.6
15000        3.6        2.1
20000        2.2        1.3
30000        0.8        0.5
40000        0.3        0.2
50000        0.1        0.06

Denken Sie daran, dass der Sterntyp, den diese Welt umkreist, ein Stern der F9V-Klasse ist, der nur geringfügig über einem G1V liegt.

Vielleicht passt diese Frage besser zu Physics SE?
Gute Frage, egal. Es wäre interessant, die Antwort darauf zu wissen.
Für normale, normale Erdenmenschen?

Antworten (2)

Blau, aber dunkler

Der Himmel der Erde ist aufgrund der Rayleigh-Streuung blau . Die Rayleigh-Streuung leitet einen Prozentsatz des einfallenden Lichts in einem Winkel durch ein Gas um. Der Prozentsatz des reflektierten Lichts ist proportional zu 1 / λ 4 , wobei Lambda die Wellenlänge ist. Das heißt, je kürzer die Wellenlänge, desto mehr Licht wird reflektiert. Violettes Licht wird prozentual am stärksten reflektiert, aber der violette Teil des sichtbaren Spektrums ist klein. Blaues Licht wird also am zweithäufigsten reflektiert, und da dieser Teil des sichtbaren Spektrums groß ist, ist der Himmel blau.

Für Ihre Atmosphäre ist der Anteil an Sauerstoff und Argon höher, aber der Anteil an Stickstoff ist niedriger. Aus Tabelle 1 von Shardanand und Rao, 1977 , ist hier ein Vergleich des Streuquerschnitts (in 10 27  cm 2 ) für verschiedene atmosphärische Gase bei bestimmten Wellenlängen (auf der x-Achse, in Angström):

Molecule       6328    5145    4880    4579    3638
O2             2.06    4.88    6.50    8.39   20.03
N2             2.24    5.61    7.26   10.38   23.82
Ar             2.08    5.46    7.24   10.13   23.00

CO2            7.28   17.25   23.00   29.60   70.70
CH4            5.26   12.44   16.59   21.40   51.10

Beachten Sie, wie ähnlich Sauerstoff, Stickstoff und Argon im Vergleich zu Kohlendioxid oder Methan sind. Die relative Rate, mit der die verschiedenen Wellenlängen des Lichts von eurer Atmosphäre gestreut werden, wird fast dieselbe sein wie auf der Erde, also wird die Farbe des Himmels fast dieselbe sein wie auf der Erde.

Ihr Stern wird Licht in einem Spektrum aussenden, das dem unserer Sonne sehr ähnlich ist, so dass die Wellenlängen mit der höchsten Größenordnung im blauen Bereich liegen werden, genau wie bei unserer Sonne. Weitere Informationen finden Sie hier .

Der letzte Faktor ist die Masse der Luftsäule. Der Anteil des Lichts, das sowohl von der Atmosphäre absorbiert als auch durch Raleigh gestreut wird, wird durch die Anzahl der Luftmoleküle beeinflusst, auf die eine Lichtwelle trifft, wenn sie in die Atmosphäre gelangt. Ohne dass Sie eine Oberflächengravitation angeben, kann ich die Masse der Luftsäule nicht genau berechnen, aber anhand Ihres Drucks und Ihrer Dichte ist die Masse der Luftsäule auf der Erde ungefähr zehnmal so groß. Daher wird Licht umso wahrscheinlicher absorbiert oder gestreut.

Dadurch erhält der Himmel einen viel dunkleren Blauton. Beachten Sie jedoch, dass aufgrund des gleichen Emissionsspektrums der Sonne und der gleichen Streufaktoren nicht der Blauton geändert wird, sondern nur die Helligkeit des Blaus. Die blaue Farbe wird den gleichen Farbton haben, aber dunkler.

Äh, ich stimme zu, obwohl ich wünschte, Sie würden die Wissenschaft hinter dem Diagramm und anderen Gasen detaillierter beschreiben. Denn das ist der eigentliche Kern der Frage und was anderen helfen könnte, herauszufinden, wie man verschiedenfarbige Atmosphären erzeugt.
@anon, das hier beantwortet wird: worldbuilding.stackexchange.com/questions/13279/… . Die Frage im Titel ist ein Duplikat von : worldbuilding.stackexchange.com/questions/13279/… , aber angesichts der Besonderheiten kann ich eine spezifische Antwort geben.
„Das heißt, je länger die Wellenlänge, desto mehr Licht wird reflektiert.“ sollte sein: „Das heißt, je kürzer die Wellenlänge, desto mehr Licht wird reflektiert.
Sehen Sie, ich dachte, dies sei ein Duplikat, das ich einfach nicht finden konnte. Obwohl dies spezifisch ist, sollte es aus dem gleichen Grund geschlossen werden, aus dem die Physik umformulierte Fragen schließt. Das SE sollte nicht als On-Demand-Plug-in-Tucker-Ressource verwendet werden.
@kingledion ok, gelöscht. Ein weiterer Faktor, der möglicherweise einen geringen Einfluss hätte, sind Absorptionsbanden. Da die chemische Zusammensetzung der Erde sehr ähnlich ist (und die Absorptionsbande von Argon fast im Infrarotbereich liegt), ist der größte Faktor die Menge an Feuchtigkeit. Wasserdampf wird im Rotanteil absorbiert, wodurch Sonnenereignisse mit niedrigem Horizont (Sonnenuntergang/Aufgang) einen geringeren Roteinfluss haben. Wenn die Feuchtigkeit die gleiche ist wie auf der Erde, dann ja, kein großer Unterschied.
@anon Die Wellenlängenabhängigkeit der Rayleigh-Streuung hängt nicht von der Zusammensetzung des Moleküls ab. Die Zusammensetzung beeinflusst nur den Anteil des gestreuten einfallenden Lichts, einige Moleküle streuen effektiver als andere. Der Farbton wird nur von Gasen beeinflusst, die Licht im sichtbaren Bereich absorbieren. H2O, O2 und O3 haben flache und breite Bänder im Rot/Orange-Bereich, sodass sie nur dazu dienen, den Himmel blauer zu machen. Gängige Gase mit nicht vernachlässigbaren Absorptionsbanden außerhalb des roten Bereichs sind NO2 – Stickstoffdioxid (rotbraun), Cl2 – Chlor (gelbgrün) und F2 – Fluor (blassgelb).
@Neuryte Hier schon gefragt: worldbuilding.stackexchange.com/questions/17815/… . Die beste Lösung besteht darin, Ihre Sonne so zu verändern, dass sie mehr violettes Licht emittiert, indem Sie sie heißer machen, Oberflächentemperatur ~ 7000 K oder mehr, im F0- oder A-Spektralbereich. Das wirft natürlich Probleme mit dem Sternenalter auf, aber das klingt nach einer separaten Frage. Verwenden Sie unbedingt die Suchfunktion, um zu sehen, welche Informationen bereits auf der Website vorhanden sind, es gibt viele!
Vielen Dank für Ihre Antwort. Ich entschuldige mich dafür, dass ich versehentlich den Kommentar gelöscht habe, den ich hatte
Bekomme ich immer noch viel blaues Licht auf die Oberfläche meines Planeten? Nur neugierig.
@Neuryte Stellen Sie eine weitere Frage, in der Sie angesichts der oben genannten atmosphärischen Bedingungen fragen, wie groß der Unterschied in der Lichtstärke sein wird, die den Boden erreicht, basierend auf der atmosphärischen Dämpfung.
Es lässt mich nicht, es sagt, es ist ein Duplikat?
Ich frage sowieso nicht unbedingt dasselbe ... Ich bin nur neugierig, wie viel Licht die Oberfläche erreichen würde, nicht welche Farbe der Himmel haben würde

Es wird blau bleiben.

Aber welches Blau? Geben Sie hier die Bildbeschreibung einWie bereits erwähnt, ist die Rayleigh-Streuung der entscheidende Faktor für die Himmelsfarbe . Da Ihre Atmosphäre mehr Volumen und Dichte hat, mehr Kohlendioxid >> mehr Streuung und mehr Streuung für kürzere Wellenlängen.

Papier über die Farbe des Himmels , es geht mehr um unseren Himmel und wie sich die Farbe ändert, wenn die Sonne untergeht. Aber man kann daraus ein gewisses Verständnis gewinnen.

Die Wellenlänge des blauen Lichts wird also auf etwa 450-480 nm verschoben, was uns blau bis blassblau gibt. Wie viel Licht kommt an die Oberfläche? Es liegt an Ihnen, aber es wird auch beeinflussen, wie dunkel Ihr Blau ist.

Aber es wäre viel schöner, wenn wir Ihre Dichte mehr an den atmosphärischen Druck von 17 atm anpassen >> etwa das Doppelte Ihrer Wahl. Das würde uns einen rosa Himmel oder Gelb mit viel Staub geben.