Wie lange dauert es, bis eine Sonnenfinsternis die Meeresoberfläche gefriert?

Ich arbeite mit einer Geschichte. Ich möchte meine Geschichte einigermaßen logisch gestalten, indem ich etwas Wissenschaft hinzufüge und sie dadurch nicht fantasievoll erscheinen lasse.

Diese Geschichte spielt auf einem fiktiven Planeten weit weg von der Erde. Betrachten wir einfach, dass dieser fiktive bewohnbare Planet wie die Erde ist. Dieser bewohnbare Planet wird von einem anderen Planeten, der seinen Mutterstern umkreist, vollständig verfinstert, wodurch alle 1,25 (Erd-)Jahre Dunkelheit über die ganze Welt gebracht wird. Wie lange wird es dauern, bis die Meeresoberfläche zufriert?

Ich habe eine Kettensäge zur zweiten Hälfte Ihrer Frage genommen. Ich denke, Sie sollten es einfach abbrechen, nachdem Sie die Frage gestellt haben, um es klarer zu machen. Wenn Ihnen die Bearbeitung nicht gefällt, können Sie sie rückgängig machen.
Dies könnte ein guter Anfang sein - earthsky.org/space/… . Es rechnet mit einem Rückgang von 150.000 in zwei Monaten – 50.000 sollten mehr als genug sein, also würde ich sagen, dass Sie höchstens in der Größenordnung von Wochen suchen.
Wenn Sie herausfinden möchten, wie lange ein solcher Temperaturabfall dauert, müssen Sie (1) die Anfangstemperatur des Ozeans und (2) den atmosphärischen Druck an der Oberfläche (da dieser die Gefriertemperatur des Wassers bestimmt) bestimmen ) und (3) die Fähigkeit des Planeten, Wärme zu speichern (im Wesentlichen das Ausmaß seines Treibhauseffekts). (3) hängt wahrscheinlich mit der Albedo oder dem Reflexionsvermögen des Planeten zusammen. Die Gefriertemperatur wird auch durch Wasserströmungen, einschließlich Oberflächenwellen, beeinflusst; Bewegtes Wasser erfordert niedrigere Temperaturen zum Gefrieren als stehendes Wasser.
Es sollte dann möglich sein, zu berechnen, wie lange es dauert, bis die Temperatur von der Anfangstemperatur auf die Gefriertemperatur des Wassers in der Atmosphäre Ihres Planeten an der Oberfläche gefallen ist. Das sagt Ihnen, wie lange es dauert, bis die Meeresoberfläche gefriert. Denken Sie jetzt daran, dass Wasser ziemlich merkwürdig ist, da es seine höchste Dichte bei +4°C erreicht.
Vielleicht sollten Sie definieren, welchen Teil der Meeresoberfläche Sie einfrieren möchten? Ein Teil davon ist bereits gefroren und das andere Extrem, alles einzufrieren, würde die Albedo des Planeten so stark erhöhen, dass das Ende der Sonnenfinsternis bei weitem nicht ausreichen würde, um ihn aufzutauen. Auch die Geometrie der Finsternis funktioniert nicht wirklich. Planeten sind im Verhältnis zu Sternen sehr klein, daher wäre ein Planet, der nahe genug ist, um eine vollständige Sonnenfinsternis zu verursachen, ein großes Problem für eine stabile Umlaufbahn. Wie in wahrscheinlich mehr Schwierigkeiten als es wert ist, es sei denn, der andere Planet steht im Mittelpunkt der Geschichte.
@VilleNiemi macht einen großartigen Punkt. Jeder Planet, der groß genug oder nah genug ist, um die Erde vollständig zu verdecken, würde, na ja ... er würde die Erde durch die Schwerkraft auseinanderreißen. Aus wissenschaftlicher Sicht könnte es sinnvoller sein, Ihre Welt auf einen bewohnbaren Mond eines beringten Gasriesen zu verlagern, wo die Exzentrizität der Umlaufbahn des Mondes und des Planeten, Winkel und Größe der Ringe, Umlaufgeschwindigkeiten usw. alle übereinstimmen geben Ihnen Ihre Periode der 100% Okklusion (denken Sie an das Astrolabium im Film Pitch Black . )
Dies ist unter keinen Umständen eine realistische Situation, es sei denn, Sie verwenden Magie. Finsternisse dauern einfach nicht so lange. Es spielt keine Rolle, wie Sie die Umlaufbahnen oder die Größe der Planeten anordnen. Eine Sonnenfinsternis würde nicht lange genug dauern, um den Ozean zu gefrieren. Alles, was groß genug und/oder nah genug ist, um einen großen Schatten zu verursachen, der auch tagelang relativ nahe herumlungern kann, hat keine ausreichende Bewegung relativ zum Planeten. Eine solche Situation würde eher zu einer Kollision als zu einer Sonnenfinsternis führen.
[ worldbuilding.stackexchange.com/questions/92665/… im obigen Link.. Ich habe gerade eine Antwort gefunden, die besagt, dass ein Planet eine wöchentlich lange Sonnenfinsternis machen könnte. das ist der grund warum ich so gefragt habe. war die antwort falsch? Ich denke, das ist die zweite gewählte Antwort.

Antworten (2)

Mindestens ein Jahrzehnt

In einer anderen Frage berechne ich, dass die Zeit, die die Erde braucht, um genug Wärme abzugeben, um die obersten 100 m auf den Gefrierpunkt zu fallen, 281 Tage betragen würde.

Das ist jedoch nicht Ihre Frage. Das Land und das Meer werden unterschiedlich schnell abkühlen, und die Meeresoberfläche wird später gefrieren, weil die vertikale Zirkulation wärmeres Ozeanwasser aus der Tiefe nach oben bewegt. Der Arktische Ozean hat nicht mehr als 4 °C, wenn die obere Schicht gefroren ist, also lassen Sie uns berechnen, was nötig ist, um die Ozeane auf 5 °C abzusenken.

Für ein kugelförmiges Kuhmodell, bei dem der gesamte Ozean der Erde 15 °C oder 60 °F hat, können wir die Berechnung wiederholen, um zu sehen, wie lange es dauert, bis alle Ozeane der Erde ihre Wärme in den Weltraum abstrahlen. Die wichtigen Zahlen hier sind die Oberfläche der Ozeane der Erde; 3.6 × 10 14 m 2 , das Volumen der Ozeane; 1.3 × 10 18 m 3 ; und der Emissionsgrad der Ozeane: 0,95. Daraus berechnen wir die volumetrische Wärmekapazität der Ozeane als 5.1 × 10 24 J/K

Wenn wir diese anderen Fragen einstecken, erhalten wir Gleichungen

d T d t   = 0,95 ⋅ 5.67 × 10 − 8  J m − 2 s − 1 K − 4 ⋅ T 4  K 4 ⋅ 3.6 × 10 14  m 2 5.1 × 10 24  J/K = 3.8 × 10 − 18 ⋅ T 4  K/s

Wenn wir dies wie in der anderen Frage über die Zeit integrieren, sehen wir, dass es etwa 13 Jahre dauert, bis die Ozeane um 10 ° C fallen.

d T d t = 1.0 × 10 − 16 T 4 ∫ 278  K 288  K d T T 4 = 3.8 × 10 − 18 ∫ d t − 1 3 ⋅ ( 1 288 3 − 1 278 3 ) = 3.8 × 10 − 18 t t = 4.1 × 10 8  s

Offensichtlich sind dies sehr grobe Schätzungen der Größenordnung, aber Sie können sehen, dass selbst wenn sich die atmosphärischen Temperaturen innerhalb eines Jahres dem Gefrierpunkt nähern, die Ozeane aufgrund der gespeicherten Wärme in ihren riesigen Tiefen viel länger brauchen werden, um zu gefrieren.

Die Antwort darauf, wie lange es dauert, bis ein Ozean zufriert, verschiebe ich auf Kingledion. Es gibt keinen Fehler in seiner Antwort. Die nächste Frage lautet: Wie bekommt man eine 10-Jahres-Finsternis?

Nun... das kannst du nicht. Bitte lesen Sie zunächst diese hervorragende Antwort auf astronomy.SE. Es spricht auch darüber und kommt zu dem gleichen Schluss.

Problem Nr. 1

Angenommen, der innere Planet hat den vierfachen Durchmesser der Erde. Es könnte eine Umlaufbahn haben, die nur ein Haar schneller ist als die der Erde, wodurch es eine Sonnenfinsternis von 10 Jahren verursachen könnte (0,5 Erddurchmesser / Jahr schneller als die Erde). Wenn Sie ausrechnen, wie viel schneller es umkreisen muss (umrechnen Sie die Umlaufbahn der Erde in Einheiten des "Erddurchmessers", nennen Sie es "a", addieren Sie 0,5 und nennen Sie es "b", b / a entspricht in gewisser Weise einer neuen Periode in Bezug auf ein Jahr) und spielen Sie dann mit diesem unglaublich coolen Rechner für die Umlaufzeit, was Sie entdecken werden, dass der Mittelpunkt eines Planeten mit dem 4-fachen Durchmesser der Erde innerhalb von (kein Witz) 418 Meilen (lesen Sie das noch einmal) von der vorbeikommen muss Mittelpunkt der Erde. Ja, sie sind zusammengestoßen.

Sie könnten versuchen, Spiele zu spielen, damit das funktioniert, aber Sie werden schnell feststellen, dass je kleiner Sie den inneren Planeten machen, desto näher muss er an der Mittellinie der Erdumlaufbahn sein, um den 10-Jahres-Effekt zu erzeugen. Sie können nicht kleiner als der Durchmesser der Erde werden, sonst haben Sie keine 100%ige Okklusion. Pfui.

Ich möchte darauf hinweisen, dass selbst wenn dies funktionieren würde, es nur einmal alle Bazillionen Jahre passieren würde. Es wäre etwas unpraktisch.

Problem Nr. 2

Versuchen wir es aus einem anderen Blickwinkel. Von hier aus erfahren wir, dass der geschätzte Durchmesser des Kernschattens (der Schatten auf der Erde) ...

U d = 2 ( m S − M s ) S − M

Woher

  • m = innerer Planetenradius
  • M = Abstand des inneren Planeten vom äußeren Planeten
  • s = Sonnenradius
  • S = Sonnenabstand von der Erdoberfläche

Wir wollen Ud = Durchmesser der Erde = 12.742 km. Nehmen wir bessere 0,8 au an (Venus hat 0,72 au) und finden heraus, wie groß sie sein muss und wie lange die Sonnenfinsternis dauern kann.

6 , 371 = m ( 149 , 600 , 000 ) − ( 29 , 920 , 000 ) ( 695 , 700 ) 149 , 600 , 000 − 29 , 920 , 000

m = 144.237 km oder mehr als das 18-fache des Durchmessers der Erde. Um Ihnen eine Vorstellung zu geben, Jupiter hat nur etwa den 11-fachen Durchmesser der Erde. Bei 0,8 au haben wir eine Umlaufzeit von 0,72 Jahren und, wenn meine Annahmen richtig sind (sie sind es vielleicht nicht), eine Sonnenfinsternis von etwa 12-16 Stunden mit einem „totalen Blackout“ von etwa 8 Stunden.

Und das ist das Problem.

Es entspricht dem Transit der Venus , wenn die Venus auf einer Ebene mit der Umlaufbahn der Erde und dem doppelten Durchmesser des Jupiters wäre.

Eine schöne Randbemerkung

Es scheint, als könnten Sie einen Supergasriesen in der Umlaufbahn der Erde haben. Astronomen fanden einen Gasriesen, der sehr nahe um einen kleinen Stern kreist .

Der fragliche Planet (HATS-6b) wiegt ungefähr die Masse des Saturn oder die 100-fache Masse der Erde. Aber wegen seiner geringen Umlaufbahn hat die Hitze des Sterns dazu geführt, dass sich das Gas von HATS-6b ausbreitet und den Planeten wie einen Heißluftballon auf die Größe von Jupiter aufbläst. Mit einer Umlaufzeit von nur 3,3 Tagen ist HATS-6b laut Astronomen deutlich näher an seinem Stern als der viel kleinere Merkur an unserer Sonne.

Hast du diese Umlaufzeit gesehen? 3,3 TAGE. Zugegeben, es ist näher als Merkur, aber es bedeutet, dass Sie einen Gasriesen oder sogar einen Supergasriesen in der Umlaufbahn der Erde haben könnten. Eines, das groß genug ist, um die Sonne vollständig vom gesamten Planeten abzuschirmen. Das hält keine 10 Jahre...

Aber Sie würden es ungefähr 5 Mal alle 4 Jahre sehen und es würde wildes und verrücktes Wetter am „Tag der langen Nacht“ verursachen. Es würde die Erde verlangsamen, wenn sie sich der Sonnenfinsternis näherte, und sie dann wieder beschleunigen (vorausgesetzt, es würde die Erde nicht dazu bringen, einer ihrer Monde zu werden ...).

Es ist nicht die Art von Coolness, die Sie suchen, aber wie cool ist das?

Wie lange dauert es, bis eine Sonnenfinsternis die Meeresoberfläche gefriert?
AntwortenHierDatenschutz-Bestimmungen1y, 0v