Wie kartiert man das Klima und die Biome auf einem gezeitenabhängigen Planeten ohne Coriolis-Effekt?

Nach meinem Verständnis (das begrenzt ist) werden die vorherrschenden Winde auf einer solchen Welt stark aus der substellaren Zone (dem Bereich des Planeten mit dem direktesten Sonnenlicht, der höchstwahrscheinlich für alles Leben unbewohnbar ist) wehen, da sich die Atmosphäre dort ständig ausdehnt und zwingt Luft nach außen in die Bereiche mit niedrigerem Druck um ihn herum und schließlich in die gefrorene Nachtseite des Planeten, wo die Atmosphäre ständig kondensiert, obwohl Sie das wahrscheinlich bereits wussten.

Sie sagten, Sie wollten keinen Coriolis-Effekt, aber wenn sich ein Planet überhaupt dreht, was dieser tut, dann ist es schwer vorstellbar, dass er keinen Coriolis-Effekt hat. Aber nehmen wir an, dieser Planet befindet sich in der richtigen Entfernung von seinem Stern, um ein Jahr/einen Tag lang genug zu sein, damit er sich mit einer Geschwindigkeit dreht, die vernachlässigbare Coriolis erzeugt. Wie wird aber bei vernachlässigbaren Coriolis-Winden Kühlluft von der Nachtseite auf die Tagseite zurücktransportiert? Es scheint, als würde die Luft, sobald sie das äußerste Ende der Nachtseite erreicht hat, einfach gefrieren und als Schnee fallen, wenn es keine Kraft gibt, um sie umzuleiten, wodurch die Atmosphäre des Planeten schnell zerstört wird, was ein Mist wäre. Es muss einen Nachschubmechanismus geben, um diesen Luftschnee wieder ans Tageslicht zu bringen.

Auf der anderen Seite ist der Planet einer ständigen Erwärmung ohne Pause ausgesetzt. Wenn die Oberfläche des Planeten hauptsächlich aus Wasser besteht, wie Sie sagen, sollten Sie besser hoffen, dass es einen großen Kontinent gibt, der die substellare Zone dominiert, oder die Ozeane dort würden wahrscheinlich einfach verdunsten und Platz für den Rest der Ozeane lassen, in die sie abfließen können auch sie verdunsten und hinterlassen eine trockene Hülle einer Welt. Dieser zentrale Kontinent wäre sicherlich eine höllische Wüste. Es ist halbwegs vernünftig anzunehmen, dass an dieser Stelle ein großer Kontinent existieren würde, da Kontinente mehr Masse als ozeanische Kruste haben und daher, insbesondere wenn der Kontinent eine Pangaea ist oder einige ziemlich extreme Gebirgszüge hat, er als Orbital fungieren kann eine Art Stabilisator, der diesen Teil des Planeten in diese Position zieht, natürlich unterstützt durch eine größere Massenverteilung auf dem Planeten.

Wenn die Bewohner des Planeten Glück haben, wird der zentrale Kontinent von großen Ozeanen umgeben sein, während andere Kontinente die nahezu konstante Meeresbrise genießen, die aus der substellaren Zone hereinweht, wodurch an den Küsten dieser Kontinente, die der substellaren Zone am nächsten liegen, ein mediterranes Klima entsteht wir werden die inneren Küsten nennen. Hier in Kalifornien erleben wir genau das, da das Land am westlichen Rand seines Kontinents liegt, wo die vorherrschenden Winde Feuchtigkeit vom riesigen Pazifik hereintragen.

Je nachdem, wie weit der Rand der substellaren Zone vom Rand der Nachtzone entfernt ist, haben Sie möglicherweise viel oder sehr wenig Fläche für das bewohnbare Band, die von Dingen wie der axialen Neigung des Planeten und seiner Entfernung beeinflusst wird von seinem Stern und der Leuchtkraft des Sterns, alles Dinge, von denen ich ein sehr unerfahrenes Verständnis habe. Ich weiß, dass, wenn die axiale Neigung extrem genug ist, die nördlichen und südlichen Extreme des bewohnbaren Bandes anstelle von Jahreszeiten eine Art Tag-Nacht-Zyklus erfahren werden.

Denken Sie daran, dass dieser Planet per se keinen Äquator hat, zumindest in Bezug auf Klimazonen, sondern einen zentralen Punkt, den substellaren Punkt, wo der Stern im Zenit sitzt, und ebenso ist die substellare Zone des Planeten analog zu den Wendekreisen der Erde . Während auf der Erde das Klima weitgehend durch die Entfernung vom Äquator bestimmt wird, wird das Klima auf unserem gezeitengebundenen Planeten durch die Entfernung von der substellaren Zone bestimmt, wodurch eine Anordnung entsteht, die konzentrisch ist, wie ein Ziel oder Augapfel, und nicht seitlich wie die Breiten der Erde. Berücksichtigen Sie dies und platzieren Sie Ihre Klimaregionen entsprechend.

Inzwischen haben wir Bergketten und andere Landschaftsformen, die Regenschatten oder fruchtbare Täler erzeugen können. Wenn wir uns noch einmal Kalifornien ansehen, haben wir karge Wüsten fast direkt neben und auf denselben Breitengraden wie bewaldete Berge. Sie können die Topographie verwenden, um Klimaregionen zu erstellen, wenn Sie sich auskennen.

Tatsächlich wäre ein Großteil des Ökosystems und des Klimas auf diesem Planeten wahrscheinlich von der lokalen Topographie abhängig. Der Aspekt eines Abhangs könnte sehr wohl bestimmen, welche Arten von Organismen dort überleben können. Es beeinflusst sicherlich die Pflanzenverteilung auf der Erde, wobei hitzetolerantere Pflanzen an den Südhängen eines Berges in der nördlichen Hemisphäre wachsen und üppigeres Wachstum an den schattigeren Nordhängen. Auf einem gezeitenfesten Planeten hat ein Hang mit einer der Sonne zugewandten Seite ganz andere Bedingungen als einer mit einer der Sonne zugewandten Seite, und eine Seite mit einem ähnlichen Winkel zum Boden in der substellaren Zone wäre wahrscheinlich für alle unbewohnbar aber die härtesten Lebensformen. Ich gehe davon aus, dass das Leben in schattigen Bergregionen am besten gedeiht. Denken Sie daran, dass die Schatten auf diesem Planeten mehr oder weniger dauerhaft sind.

Um es kurz zu machen, schauen Sie sich die Erde an und passen Sie Dinge wie die vorherrschende Windrichtung, die Topographie und den Winkelabstand vom Äquator / substellaren Punkt in eine geeignete Ausrichtung und Position auf Ihrem gezeitengebundenen Planeten an. Das mache ich, wenn ich diese faszinierende Art von Welt baue.

Ich hoffe, das war hilfreich.

Sie haben den Sterntyp nicht angegeben, aber um einen gezeitengebundenen Planeten in die bewohnbare Zone zu bekommen, muss es sich um einen M (roter Zwerg) oder K (oranger Zwerg) in einer Entfernung von ≤0,6 AE handeln:

Dies bedeutet auch, dass die Periode des Planeten irgendwo zwischen 12 und 219 Tagen liegen wird, etwas weniger als die gewünschten 250, nach einigen schnellen Berechnungen ( versuchen Sie es hier , denken Sie daran, dass Sie Werte links vom Gezeitensperrradius verwenden müssen fallen in die gelbe bewohnbare Zone). Das bedeutet, dass Ihr Coriolis-Effekt stärker als erwartet sein wird, aber das ist gut so, weil Sie möchten, dass die Atmosphäre zirkuliert.

Anstelle eines konzentrischen Rings aus überhitzter Luft sagen neuere Modelle voraus, dass die Coriolis-Kraft die substellare Atmosphäre in Längsrichtung „dehnen“ wird, wie in diesem Beispiel:

Quelle: https://www.pnas.org/content/111/2/629

Die linke Spalte (A & B) zeigt Richtung und Geschwindigkeit der Oberflächenwinde, die rechte (C & D) Meeresströmungen. Denken Sie daran, dass dies ein Modell verschiedener Ozeanplaneten ist, mit Weiß wie Meereis und Blau wie offener Ozean, aber das Muster gilt für mehrere Simulationen: Jede Hemisphäre hat ihre eigene atmosphärische Zelle mit Temperatur, Druck usw., gestreckt und gespiegelt entlang des Äquators:

Quelle: https://www.nas.nasa.gov/SC19/demos/demo30.html

Quelle: http://serious-science.org/the-climate-and-habitability-of-planets-with-eternal-day-and-night-sides-5289

Sie werden feststellen, dass die Umlaufzeit und andere Details von einer Simulation zur nächsten variieren, mit einem allgemeinen Trend zu weniger „Dehnung“, je länger die Periode ist, wobei alle Perioden bisher im niedrigen bis mittleren zweistelligen Bereich liegen.

Für mich deutet dies darauf hin, dass sich die Klimazonen entlang des Äquators für den größten Teil der substellaren Fläche spiegeln würden, wobei die kältesten Klimazonen Bögen über der antistellaren Fläche über und unter dem wärmeren (aber unfruchtbaren) Äquator auf der Nachtseite bilden.

Wenn Sie mit dem Zeitraum von über 200 Tagen und seinem extrem niedrigen Coriolis-Wert verheiratet sind, scheint Folgendes zu passieren, wenn sich der Zeitraum 100 Tagen nähert (ganz rechts):

Quelle: https://www.researchgate.net/figure/Different-troposphere-circulation-states-identified-by-Carone-et-al-2015-for-tidally_fig1_321418244

Radiale Strömung oder eine einzelne Zelle, die den größten Teil der substellaren Oberfläche des Planeten ausfüllt, mit einem scheinbar atmosphärischen Rücken auf dieser Seite des Terminators. (Denken Sie daran, dass dieses Diagramm die obere Atmosphäre zeigt, sodass Oberflächenwinde die entgegengesetzte Richtung haben würden).

Daraus würde ich ein tropisches Klima am substellaren Punkt annehmen, das zu Savanne und dann zu heißen Wüsten trocknet, wenn es sich dem Terminator nähert, einem Ring aus gemäßigten Bäumen, die das letzte nutzbare Sonnenlicht an diesem Kamm auffangen, und dann einem schnellen Übergang zu kälterem Grasland und Strauchbedeckte, der Sonne zugewandte Hänge vor den dunklen Einöden dahinter.

Je länger der Zeitraum wird, desto kleiner wird die tropische Zone und desto größer wird die heiße Wüste.

Ohne zu wissen, wo Ihre Kontinente liegen würden und wie sie Meeresströmungen formen würden und wie diese Strömungen mit den vorherrschenden Winden interagieren würden, glaube ich nicht, dass es möglich ist, genauer zu werden.