Auswirkungen der Schwerkraft auf das Wetter?

Es gibt also eine Menge Dinge, die beim Wetter berücksichtigt werden, von Geologie über Wasserströmungen bis hin zu axialer Neigung usw. Aber ich frage mich, welche Auswirkungen das auf das Wetter auf Planeten mit unterschiedlicher Schwerkraft im Vergleich zur Erde haben würde.

Wenn wir Erdstandard für Annäherungen, Durchschnitte und Schätzungen nennen, wie würde ein Planet mit einer größeren oder geringeren Schwerkraft im Wetterspiel herauskommen? Wie würde es sich auf Regen, Schnee, Hagel und Gewitter auswirken?

Eine Atmosphäre zu haben, in der das Wetter eingedämmt werden kann, ist auf ganzer Linie impliziert. Sagen wir auch, dass nicht alle Planeten kürzlich terraformiert wurden und dass sie von Anfang an Atmosphären hatten.

Edit: Danke an alle für die bisherigen Antworten. Ich entschuldige mich dafür, dass es zu weit gefasst ist. Ich möchte auch sagen, dass ich nichts gegen Annahmen habe, die aus extrapolierten Informationen aus Daten der realen Welt gemacht wurden. Ich verstehe, dass wir derzeit nicht alle Antworten haben und wollen angesichts solcher Fragen wirklich nur nach bestem Wissen und Gewissen raten.

Um dies einzugrenzen, nehmen wir an, dass wir mit einem erdgroßen Planeten beginnen, wobei die Entfernung vom Stern der Erde und die Tageslänge der Erde entspricht. Wir werden Masse als Variable innerhalb der zu manipulierenden Dichte verwenden.

Lassen Sie uns auch den gegenwärtigen Gedanken der axialen Neigung und des bewohnbaren Klimas als wahr bezeichnen und sagen, dass alle berücksichtigten Neigungen hauptsächlich erdähnliche Neigungen mit einer Änderung von nicht mehr als 3 Grad und dem Spiegel dieses Bereichs sind.

Nehmen wir auch an, der Stern ist entweder gleich unserer Sonne oder hat nicht mehr als das 1,1-fache seiner Masse. Unabhängig von der Größe des Sterns wird sich der Planet innerhalb seiner bewohnbaren Zone in einer Umlaufbahn befinden, die so erdähnlich wie möglich ist.

Insgesamt nehmen wir den Planeten in fast jeder Facette als Erde an, außer der Schwerkraft über die Dichte über die Masse. Nehmen wir an, die aktuellen Luftmuster sind die gleichen, und die aktuellen Wasserströmungen sind die gleichen. Angenommen, sogar die Geographie ist dieselbe, sodass wir nur beobachten können, wie die Schwerkraft mit dem Wetter spielt.

Ich interessiere mich hauptsächlich dafür, wie die Änderung der Dichte die Schwerkraft verändert und wie sich das auf das Wetter auswirkt. Ich bin etwas verwirrt darüber, denn die dickere Luft könnte theoretisch ein Hagelkorn länger in der Luft halten, weil es sich durch einen größeren Luftwiderstand bewegen muss, aber dafür wäre es auch schwerer. Ab wann würde Regen so gefährlich werden wie aktuell ein Hagelschauer, wenn es einen Punkt gibt? An welchem ​​Punkt würde Hagel wie schwere Schneeflocken herunterschweben oder würde sich die Atmosphäre auflösen, bevor dies geschehen könnte? An welchem ​​Punkt würde Niederschlag auf Wasserbasis auftreten, wie wir ihn uns als Meereshöhe vorstellen, mit leichteren Gasen, die darüber Wolken bilden, oder würden die Gewichtsunterschiede von allem alles ausgleichen, so dass alles auf dem gleichen Niveau bleibt?

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Das ist viel zu breit. Der Unterschied zwischen Venus und Erde beträgt nur 10 % der Oberflächengravitation. Der Unterschied zwischen Klima ist wie zwischen Hölle und Erde. Sie brauchen viele Einzelheiten, um auch nur fundierte Vermutungen darüber anzustellen, welche Art von Klima eine Welt hat.
@StephenG, ich stimme nicht zu, dass die Frage zu weit gefasst ist. Dieser VTC-Grund bedeutet, dass eine sehr, sehr lange Antwort erforderlich wäre, um die Frage gut zu beantworten, wie die Frage gestellt wird. Das ist hier nicht der Fall. Nur weil die Korrektur der Frage sehr weit gefasst wäre, wird die Frage selbst nicht zu weit gefasst. Ehrlich gesagt hätte ich die Frage prägnant mit dem Satz beantworten können: "Jede Antwort wäre bedeutungslos, weil das Klima viel komplexer ist als das", und die Antwort wäre in nur einem Satz zu 100% richtig.
@JBH Was Sie eigentlich sagen, ist, dass Sie eine Antwort schreiben können, die tatsächlich auf ausführlichere Weise "es ist zu breit" sagt, was ich als sinnlos ansehe. Wenn Sie als "zu breit" schließen, kann das OP Möglichkeiten in Betracht ziehen, eine spezifischere Frage zu stellen. Und allein auf dieser Seite gibt es bereits viele Fragen zum Planetenklima, damit das OP sieht, wie vage die Frage ist. Selbst wenn das OP sagte: "Die Schwerkraft auf diesem Planeten beträgt 1,0 g", sind die Klimaschwankungen praktisch unendlich.
@StephenG Es tut mir leid, dass ich die Frage zu weit gefasst habe und meine schlechte Formulierung in den Grüßen. Mich beschäftigt eher diese Frage, wie spezifisch die Schwerkraft das Wetter verändert. Ich verstehe, wie lächerlich umfangreich die Liste der Variablen für das Wetter ist. Ich versuche nicht zu vereinfachen, was Bücher sind, selbst wenn sie vereinfacht sind. Ich suche speziell nach Schwerkrafteffekten innerhalb der Formel. Wie wirkt sich die Schwerkraft auf das Wetter aus, um alles andere so weit wie möglich gleich zu halten?
Ich bin mir nicht sicher, ob dies erwähnt wurde, aber hat jemand den Mond oder die Monde berücksichtigt? Die Schwerkraft des Mondes spielt eine große Rolle in unserem Ob. Es verursacht die Gezeiten und beeinflusst Wind und Meeresströmungen, die wiederum die Schwere von Stürmen beeinflussen, je nachdem, wo sie sich befinden und wie sie sich fortbewegen. Verdammt, einige Theorien besagen, dass wir nur wegen des Mondes ein stabiles Klima haben. Ich weiß, Sie wollten sich auf die Erde konzentrieren, aber jede Veränderung der Erde würde sich auch auf den Mond auswirken und umgekehrt.

Antworten (3)

Die einfachen Antworten

Weniger als die Erde:  Sie hätten eine dünnere Atmosphäre und würden sich weiter von der Oberfläche entfernen. Sie hätten weniger Masse, daher langsameren Wind, weniger Stürme und ohne die Masse, um Wasserdampf zu transportieren, weniger virulente Stürme.

Größer als die Erde:  Sie hätten eine dickere Atmosphäre und sie würde sich nicht so weit von der Oberfläche erstrecken. Sie hätten mehr Masse, daher schnelleren Wind, mehr Stürme und mit dieser größeren Masse mehr Wasserdampfkapazität und damit virulentere Stürme.

Aber...

Wie Sie bereits erwähnt haben, hängt so viel von den atmosphärischen Bedingungen ab, dass es sehr schwer zu erklären ist, was passieren könnte, ohne dass Sie sehr spezifische und vollständige planetarische Bedingungen bereitstellen, die alle Gleichungen ausgleichen (was eine schicke Art zu sagen ist, Sie können nicht sagen: „Erde , aber mit weniger Schwerkraft", denn was ihr weniger Schwerkraft verleiht, wirkt sich auf sehr komplexe Weise auch auf die Atmosphäre aus).

Zum Beispiel kann eine Welt mit niedrigem G niedrigere Windgeschwindigkeiten haben ... es sei denn, ihre Umlaufgeschwindigkeit ist sehr schnell (fügt Wind hinzu) oder ist näher an der Sonne (Wärme = Energie = Wind).

Ebenso würde eine Welt mit hohem G größere Störungen und höhere Windgeschwindigkeiten aufgrund der dickeren Luft erwarten, aber wenn Sie die Rotationsgeschwindigkeit verringern und sie weiter von der Sonne wegziehen, verlangsamen sich diese Geschwindigkeiten.

Deshalb...

So viele Dinge gehen in das planetare Klima ein, dass diese unglaublich einfache Antwort fast bedeutungslos ist. Betrachten wir die Venus...

Die Venus hat eine Rotationsperiode (Tag) von 243 Erdentagen. Das ist sehr langsam! Es hat eine unglaublich dichte Atmosphäre, obwohl es 0,9 G (90 % der Erde) ist. Man könnte meinen, dass ein Teil davon auf Hitze zurückzuführen ist, da es näher an der Sonne liegt, aber in Wirklichkeit liegt es zu 100 % an der chemischen Zusammensetzung der Atmosphäre, die tatsächlich den größten Teil des Sonnenlichts reflektiert , sodass nur wenig auf den Boden gelangt. Daher erzeugen die langsame Rotation und die etwas geringere Schwerkraft die sehr langsamen Oberflächenwinde, die wir von meiner sehr einfachen Antwort erwarten würden ... (nur wenige km / h pro Stunde), aber die Hitze und die atmosphärische Bewegung, die auf der Erde nicht vorhanden sind, führen dazu peitschende schnelle Winde an der Spitze des Stapels (Winde umrunden den Planeten alle 5 Erdentage) und so viel Wolkendecke, dass Sie den Weltraum von der Oberfläche aus nicht sehen können.

Fazit

Daher können Sie meine Antwort für das nehmen, was sie wert ist, aber sie ist nur dann nützlich, wenn Sie zwei Planeten vergleichen, die in jeder Hinsicht identisch sind, außer einer: Schwerkraft. Das Problem dabei ist, dass das, was die Schwerkraft unterschiedlich macht (gleicher Durchmesser, daher ist einer weniger dicht (hat weniger Masse) als der andere), auch die Atmosphäre beeinflussen würde, wenn auch nur durch Veränderung der Chemikalien, aus denen die Atmosphäre besteht (aber es würde auch die Oberflächenbedingungen, Hydrologie, Magnetosphäre usw. ändern).

Einfach, aber ohne die anderen 10 99 Variablen, die das Planetenklima beeinflussen, ziemlich bedeutungslos.

"Größer als die Erde: ... sie würde sich weiter von der Oberfläche entfernen." Das scheint sehr kontraintuitiv.
"Du hättest mehr Masse" Das ist auch kontraintuitiv. Die Atmosphäre wäre jedoch dichter .
"Eine Welt mit niedrigem G kann niedrigere Windgeschwindigkeiten haben." Der Mars hat ein niedriges G und sehr starke Winde.
"[Wenn die Schwerkraft] geringer ist als die Erde, hätte [der Planet] eine dünnere Atmosphäre": Der atmosphärische Druck hängt von der Schwerkraft des Planeten und von der Gasmenge in der Atmosphäre und seiner Temperatur ab. Es gibt keine einfache Beziehung zwischen den dreien.
@RonJohn, Sie haben Recht mit der Ausdehnung der Atmosphäre von der Oberfläche. Hätte jedoch ein Planet mit höherem G nicht die Fähigkeit, mehr Atmosphäre zu speichern? Würde das nicht zu größerer Masse (sowie Dichte) führen? Ich werde die Antwort korrigieren. Mars und Venus unterstreichen jedoch beide die Tatsache, dass die Schwerkraft allein uns nicht viel darüber aussagt, wie sich das Klima ändert, was der Hauptpunkt meiner Antwort ist.
@AlexP, ich glaube, der Punkt, den ich am Ende mache, ist genau das, was Sie sagen: Es geht so viel in die Klimagleichung ein, dass der Versuch, die Auswirkungen der Anpassung der Schwerkraft allein zu verstehen, bedeutungslos ist (ich sage das mehrmals).
Höhere Dichte bedeutet, dass die gleiche Windgeschwindigkeit stärker wirkt. Aus diesem Grund sind superschnelle Winde auf dem Mars nicht so gefährlich, während ein Wind mit hoher Dichte von 60 km/h Bäume brechen könnte.
@JBH Ein Planet mit höherer Schwerkraft behält möglicherweise mehr Atmosphäre, aber die Materialien, aus denen diese Atmosphäre besteht, werden nicht spontan erzeugt. es gibt eine endliche menge an luft. Die Erde mit einer höheren Gravitationskraft hätte bei sonst gleichen Bedingungen wahrscheinlich eine dickere Atmosphäre, aber sie würde sich auch nicht so weit von der Oberfläche erstrecken; Sie würden mehr Kraft auf die gleiche Menge Luft anwenden.
@Palarran, das stimmt, und es würde eine Klärung durch das OP erfordern. Ich ging von zwei unabhängigen Planeten aus, von denen einer auf natürliche Weise mit niedrigem G und einer auf natürliche Weise mit hohem G geschaffen wurde, und verglich sie mit der Erde. In diesem Zusammenhang könnte der Planet mit hohem G mehr Atmosphäre haben. Wenn wir andererseits die Erde als Basislinie verwenden und einfach G anpassen, haben Sie völlig recht.
Nehmen wir für den Punkt der Frage die Erde als das, was ist. Der Versuch zu erklären, wie viel einbehalten, verloren oder eingezogen wurde, ist für mich selbst ein schreckliches Kopfzerbrechen, und ich würde viele andere vermuten. Mich interessiert mehr, wie sich die Gravitationskraft auf das Wetter auswirken würde. nicht gerade Wettererstellung, obwohl das ein toller Bonus wäre, aber in erster Linie Wetter. An welchen Punkten würden wasserbasierte Wolken in einer erdähnlichen Atmosphäre bei X Gs sitzen, weil die Planetendichte die von Y * Erde ist. Wie würde sich Schnee ungefähr in Etc auswirken? Wann würde Hagel wie Schnee in Etc sein?
"Wetter" und "Wettererstellung" sind dasselbe. Das Wetter ist dynamisch. Sie können die Erde nicht realistisch nehmen und (meine Worte) "einfach am Gravitationsknopf drehen", weil die Schwerkraft von grundlegender Bedeutung für das ist, was die Erde "erdähnlich" macht. 2-fache Schwerkraft bedeutet entweder 2-fache Masse, die den Durchmesser des Globus (und alles andere) verändert, oder 2-fache Dichte, die die Bodenbeschaffenheit (und alles andere) verändert. Deshalb ist meine Antwort die einzig vernünftige Antwort: extrem vereinfachte Effekte, die bedeutungslos sind, weil sie nicht alles andere berücksichtigen. Ehrlich gesagt, was Sie wollen, ist unmöglich zu geben.

Dies ist eine täuschend schwierige Frage, da die meisten Effekte der niedrigeren oder höheren Schwerkraft Effekte zweiter Ordnung sind, die tendenziell komplexer sind als die einfachen Effekte erster Ordnung.

Ich muss meine Annahmen darlegen. Erstens nehme ich an, Sie sprechen von Oberflächengravitation. Zweitens gehe ich davon aus, dass der Planet ein normaler Gesteinsplanet wie die Erde ist, sodass eine geringere Oberflächengravitation auftritt, weil die Welt kleiner und weniger massiv ist, und eine größere Oberflächengravitation, weil die Welt größer und massiver ist. Drittens gehe ich davon aus, dass seine Atmosphäre einer Entwicklung wie die der Erde gefolgt ist und eine Zusammensetzung wie die der Erde und einen Oberflächendruck wie die der Erde hat. (Dies ist relevant, da ich die Möglichkeit von Dingen wie dem außer Kontrolle geratenen Treibhauseffekt der Venus ignorieren möchte.) Schließlich gehe ich von einer ähnlichen Umlaufbahn und Rotationsperiode aus.

(Anmerkung: Alle diese Annahmen sind willkürlich und wir sind uns ziemlich sicher, dass es Planeten gibt, die alle verletzen. Aber wenn wir anfangen, mehrere Parameter gleichzeitig zu variieren, ist es ziemlich hoffnungslos. Es gibt andere vernünftige Ausgangspunkte, wie z. B. Annahmen dass die Luftmenge gleich ist, nicht dass der Oberflächendruck gleich ist.)

Der naheliegendste Ausgangspunkt wäre, dass der Planet mit geringer Schwerkraft eine Atmosphäre hätte, in der der Luftdruck langsamer mit der Höhe abfällt, und eine Atmosphäre, die sich viel weiter in den Weltraum erstreckt. Ebenso hätte der Planet mit hoher Schwerkraft eine im Vergleich zur Erde gequetschte Atmosphäre. Dies hätte einen erheblichen Einfluss auf das konvektive Wetter, aber es ist schwierig abzuschätzen, wie dieser Effekt aussehen würde – ohne ausgefeilte Modellierung ist dies nicht möglich.

Ein zweiter großer Effekt auf die Konvektion ist der direkte Effekt der Schwerkraft auf den Auftrieb. Konvektion ist auf Dichteunterschiede zurückzuführen, die dazu führen, dass sich Luft unter dem Einfluss der Schwerkraft bewegt, sodass Sie mit ziemlicher Sicherheit weniger Konvention bei geringer Schwerkraft und mehr Konvektion bei hoher Schwerkraft haben. Die vertikale Luftbewegung würde also mit zunehmender Oberflächengravitation heftiger werden. Dies würde wahrscheinlich mehr konvektive Stürme (dh Gewitter) bedeuten. Könnte auch mehr Hurrikane sein.

OTOH, Sie sollten bei geringerer Schwerkraft größeren Hagel bekommen, da Hagel größer wird, je länger er von den Winden in der Luft gehalten wird. Die anhebende Windkraft ist proportional zum Querschnitt des Hagels, während das Gewicht, das ihn nach unten zieht, proportional zu seinem Volumen ist. Selbst wenn die Windgeschwindigkeit mit höherer Schwerkraft zunimmt, vermute ich, dass der Hagel unter dem Strich bei geringerer Schwerkraft größer wird – solange sich Gewitterwolken bilden. (OTOH, ich hasse es wirklich , unter 2G von Hagel getroffen zu werden!)

Es ist wahrscheinlich, dass je höher die Schwerkraft, desto schneller auch die horizontalen Winde sind, da letztendlich auch der Auftrieb für sie verantwortlich ist.

Darüber hinaus geraten wir schnell ins reine Raten. (Vorausgesetzt, wir haben ihre fünf Absätze nicht vor ...)

Ich habe wirklich nichts gegen die Spekulationen, solange sie auf dem basieren, was wir derzeit wissen. Würde Hagel bei höherer Schwerkraft größer oder kleiner herunterfallen? Die Luft wäre dicker und der Wind wäre dichter und würde eine größere Kraft erzeugen, aber das Wasser würde relativ schneller fallen als bei normaler Schwerkraft. Würden sich die Wolken bei 2 Gs ungefähr auf demselben Niveau befinden oder würden sie sich im Niveau ändern, wenn ja, wie viel? Würde Schnee in kleineren oder dickeren Kristallen fallen? Danke für das was du bisher gegeben hast :)

Würde die Schwerkraft bei der Arbeit an ausreichenden Wolkenmassen nicht dazu beitragen, einen Energieüberschuss in der ozeanischen Atmosphäre zu hinterlassen und die intensiveren Hurrikane in den letzten Jahrzehnten zu fördern?
Meine Argumentation stammt von dem Fall, in dem eine Kugel, die in die Atmosphäre abgefeuert wird, mit größerer Energie zurückbleibt, als sie zurückkehrt.

Ich habe gelesen, dass die latente Verdampfungswärme ungefähr gleich der Kondensationswärme ist ["Die Kondensationsenthalpie (oder Kondensationswärme) ist per Definition gleich der Verdampfungsenthalpie mit dem entgegengesetzten Vorzeichen ... " https://en .wikipedia.org/wiki/Enthalpy_of_vaporization#Enthalpy_of_condensation "].

Die Kugel, die Sie zitieren, ist auf den Luftwiderstand zurückzuführen und zerstreut Energie. Wie wirkt sich das auf das Wetter aus?
Auswirkungen der Schwerkraft auf das Wetter?
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