Wie würden sich Winde auf einem gezeitengesperrten Planeten verhalten?

Es gibt viele Studien (z. B. Yang 2013 , Hu & Yang 2013 , indirekt Joshi 1997 oder Joshi 2003 ), die dies im Zusammenhang mit gezeitengebundenen Planeten roter Zwergsterne untersuchen. Der Grund dafür ist, dass solche Planeten ihrem Mutterstern sehr nahe sein müssen, um flüssiges Wasser zu erhalten. Ihre Umlaufzeiten sind kurz (15 - 40 Tage) und die Gezeitensperre erfolgt schnell und natürlich. Wegen der schnellen Rotationsperiode, die gleich der Umlaufzeit ist, ist die Coriolis-Kraft entscheidend .

Das wichtigste Merkmal, das bereits von PipperChip und Vincent hervorgehoben wurde, ist, dass die heiße Luft am substellaren Punkt aufsteigt, was viel Regen verursacht, und die oberen Winde sich zur dunklen Seite bewegen. Die Winde in Bodennähe bewegen sich zum substellaren Punkt und ersetzen die fehlende Luft. Allerdings dreht die Coriolis-Kraft die Winde in Rotationsrichtung, was starke Westwinde und vielleicht sogar Superrotation wie auf der Venus verursacht.

Bild von Yongyun Hu und Jun Yang, PNAS 111 629–634 (2013), doi: 10.1073/pnas.1315215111

Sie können auf dieser Abbildung aus dem meteorologischen Modell von Hu & Yang erkennen , dass der substellare Punkt dank des Windes nicht der heißeste Ort ist. Die heißesten Stellen sind zwei Punkte direkt darüber und darunter.

Wenn die Erde jedoch von den Gezeiten blockiert würde, wäre die Coriolis-Kraft fast nicht vorhanden und das dominanteste Merkmal wäre Luft, die am substellaren Punkt aufsteigt, und bodennahe Winde, die sich darauf zu bewegen. (Es gibt einige Videos, die dieses Szenario untersuchen 1 , 2 , 3 , wenn auch nicht das Windmuster selbst.) Diese Situation wurde in den Antworten von Vincent und PipperChips beschrieben.

Nicht verpassen: Der Übergang vom Windmuster langsam rotierender Planeten ohne Coriolis-Kraft zu schnell rotierenden Planeten roter Zwerge ist in Oceaniis' Beitrag im Forum of Speculative Evolution schön illustriert . Interessante Quelle ist auch dieser Beitrag im SpaceEngine-Forum. Eine interessante Quelle für tiefere Studien ist auch die Dissertation von RA Edson . Neuere Arbeiten von Lewis et al. enthält interessante Statistiken über den Einfluss des Kontinents im substellaren Punkt, einschließlich Karten der Wolkenbedeckung.

Hinweis: Dies ist zwar keine vollständige Antwort, aber es stellt sich heraus, dass Ihre Intuition größtenteils richtig ist.

Der Wind

Windströmungen würden im Allgemeinen von der Tagseite zur Nachtseite gehen. Dies hängt jedoch von vielen Faktoren ab. Solche Faktoren können die Temperatur des Sterns, Landmassen, Dichte und Zusammensetzung der Atmosphäre, Ozeane und andere sein. Die Cornell University hat eine ordentliche Studie über gezeitengebundene Planeten durchgeführt , wenn Sie einen Blick darauf werfen möchten. Sie gehen sogar auf Coriolis-Effekte ein! Als Vereinfachung und Zusammenfassung: Je schneller sich Ihr Planet um Ihren Stern dreht, desto mehr werden Ihre Winde durcheinander gebracht.

Wir wissen, dass die Luft von der kalten Seite aufgrund von Druck, Schwerkraft und Diffusion schließlich auf die warme Seite "möchten" wird. Dies kann das Äquivalent zu Hadley-, Ferrel- und Polar Air-Zellen bilden , außer dass Luft von der Tagseite zur Nachtseite statt vom Äquator zum Pol strömt. Es stellt sich heraus, dass moderne Simulationen feststellen, dass eine solche Zirkulation die Nachtseite tatsächlich deutlich wärmer halten würde als bisher angenommen. Siehe den Wikipedia-Artikel über die Bewohnbarkeit von Roten-Zwergen-Systemen .

Die Luftzellen

Es würde allgemein angenommen werden, dass die Luftzellen auf unserem von den Gezeiten eingeschlossenen Planeten wie Hadley/Ferrel/Polar-Luftzellen aussehen würden, die von der Tagseite zur Nachtseite verlaufen. Einige Leute denken, dass es Bereiche mit Dauerregen geben würde, in denen sich heiße und kalte Luft treffen, und dass es dort zumindest einen Ring der Bewohnbarkeit geben würde.

Klimamodelle sind kompliziert

Sie sollten daher erkennen, dass diese Antwort einige Annahmen enthält. Die Atmosphäre muss weder zu dick noch zu dünn sein. Es scheint, dass Ozeane existieren sollten, um sie bewohnbar zu machen. Viele Studien befassen sich nicht mit Wind, sondern mit Wärmeübertragung oder anderen Effekten . Ihre Frage ist eng mit der Erforschung von Exoplaneten verbunden, und es ist ein riesiges Feld.