Wüstenpole, aber arktische Äquatoren; versuchen herauszufinden, ob ein bestimmter Weg möglich ist

Haben eine Achsenneigung [1] über 56° oder unter 124°

Zwischen diesen Punkten wechseln die Pole und der Äquator das Klima. Technisch gesehen haben die Pole einfach eine durchschnittlich höhere thermische Einstrahlung pro Jahr als der Äquator. Diese Grafik [5] zeigt die Beziehung zwischen axialer Neigung (Schiefe) und der Jahresdurchschnittstemperatur (Einstrahlung) für einen gegebenen Breitengrad.

Wenn Sie sich die Diagramme mit einer axialen Neigung in der Nähe der Grenzen ansehen, erhalten Sie keine polaren Wüsten (eigentlich wären die Pole tropisch mit einem Ring aus Wüsten um sie herum, aber einige Optimierungen könnten den Regenwald in eine Wüste verwandeln) und äquatoriale Eiskaps, sondern insgesamt globale moderate Durchschnittstemperaturen. Bei einer axialen Neigung von 90° haben die Pole die wärmste Durchschnittstemperatur und der Äquator die kälteste.

Denken Sie jedoch daran, dass ich von Jahresdurchschnitten spreche. Ein Objekt, das für ein halbes Jahr auf dem absoluten Nullpunkt und für die anderen bei 273 ° C liegt, liegt im Durchschnitt bei moderaten 0 ° C. Bei 90° ist diese Darstellung nicht weit von der Realität entfernt. Wenn eine Hemisphäre auf einer 90°-Welt den Winter erlebt, erlebt sie auch die Nacht. Die "Nacht" dauert 1/4 des Jahres. Umgekehrt für die andere Hemisphäre und den Sommer. Herbst und Frühling werden gemäßigt sein.

Der Äquator wird der kälteste Ort auf einem solchen Planeten sein, aber wie die Grafik zeigt, nicht annähernd so kalt wie die Pole der Erde. Ich bin mir nicht sicher, ob dauerhafte Eiskappen möglich sind, und obwohl sie nicht ausgeschlossen sind, scheint ein Tundragürtel in den meisten Fällen plausibler. Die Jahreszeiten in der Region werden zwei „Dämmerungs“-Jahreszeiten im Winter und Sommer und „Drehtag“-Jahreszeiten im Herbst und Frühling sein.

Die Pole werden Wüsten im Sinne von trostlosen Einöden sein, die halbjährlich zwischen den heißesten und kältesten Punkten der Erde hin- und herpendeln. Die Übergangsjahreszeiten werden etwas gemäßigter sein, aber der Temperaturunterschied wird alles beseitigen, was länger als diese Jahreszeiten bleibt.

Wie extrem die Temperaturunterschiede sind, hängt davon ab, ob die Zirkulationszellen in der Atmosphäre und die sie erzeugenden Rotationskräfte stärker sind als die thermischen Drücke der Winde, die versuchen, die warme Luft gleichmäßig über die Oberfläche zu verteilen. Dies geschieht auf gezeitengebundenen Planeten, auf denen nach neuesten Simulationen ähnliche Temperaturunterschiede zu finden sind. Ich konnte kein Material zu diesem Fall finden, also wählen Sie, was Ihren Bedürfnissen entspricht.

Abschluss

Das Ändern der axialen Neigung ist bei weitem der einfachste Weg, um Ihr Ziel zu erreichen. Meine Empfehlung wäre, den Planeten in der Nähe des äußeren Randes der bewohnbaren Zone zu platzieren, um den Äquator so kalt wie möglich zu machen, was die Plausibilität eines Eisschildes erhöht, der die Übergangsjahreszeiten überlebt. Die Stangen werden immer noch Wüsten sein, die vom Braten bis zum Einfrieren reichen, aber das ist ein cooles Extra. In Bezug auf die axiale Neigung würde ich nahe bei 90 ° bleiben, um den Äquator so kalt wie möglich zu halten und den saisonalen Zyklus einfach zu machen. Nichts weniger als eine Klimasimulation wird Ihnen das vollständige Bild vermitteln, aber dieses Video [2] könnte Ihnen dabei helfen.

Zur weiteren Lektüre empfehle ich diesen Artikel [3] über Versionen der Erde mit unterschiedlicher axialer Neigung.

[1] https://en.m.wikipedia.org/wiki/Axial_tilt

[2] https://youtu.be/J4K3H9aNLpE

[3] https://www.youtube.com/redirect?event=video_description&html_redirect=1&redir_token=3JAkHxRedLFbHxzvUdN1gVlo-1p8MTU1NjYxOTY0MUAxNTU2NTMzMjQx&q=http%3A%2F%2Fgoo.gl%2FQGA6Ga&v=J4K3H9aNLpE (Pdf)

[5] https://m.imgur.com/yJHPwd7

Beginnend mit der Erde als Vorlage:

• Bewegen Sie es näher an die Sonne
• Axiale Neigung reduzieren
• Fügen Sie dicke Ringe hinzu

Ringe um einen Planeten wie die Erde würden bestenfalls ein paar Millionen Jahre überdauern, aber uns gibt es schon seit kürzerer Zeit.

Die Pole wären aufgrund der Sternnähe heiß. Die Ringe würden die Strahlung am und in der Nähe des Äquators reduzieren und ihn kalt machen.

Einige Erweiterungen zu diesem Kommentar:

Schlagen Sie eine ausreichend dicke Atmosphäre auf Ihrem Planeten (Erde + 25% mindestens) und schaffen Sie rund um Ihren Äquator ein tibetisches Hochland, während Sie die axiale Neigung eliminieren, um ein gemäßigtes Klima zu schaffen. Außerdem riesige Kontinente rund um die Pole mit so gut wie keinem Niederschlag.

1. Achsneigung entfernen - Warum? Denn dadurch werden die meisten jahreszeitlichen Veränderungen, insbesondere die langen Polarnächte im Winter, beseitigt und damit die Durchschnittstemperatur an den Polen zumindest etwas erhöht. Dies soll dem Effekt der geringen Sonneneinstrahlung etwas entgegenwirken und die Bildung von Eiskappen verhindern.
2. Riesige Kontinente an den Polen hinzufügen - Warum? Das Innere der Kontinente hat tendenziell ein raueres, trockeneres Klima, auch Kontinentalklima genannt. Werfen Sie einen Blick in die Wüste Gobi. Trocken, mal heiß, mal eiskalt – im Herzen des asiatischen Kontinents gelegen. Die Antarktis ist ein weiteres Beispiel. - Sie werden Gobi-ähnliche Wüsten bekommen, aber nicht Sahara-ähnliche. Trocken und unwirtlich, aber nicht das ganze Jahr über sengend heiß.
3. Tibetisches Hochland - Warum? Der Himalaya und Tibet direkt im Norden liegen etwa auf dem gleichen Breitengrad wie Kairo oder Florida. Obwohl nicht direkt polar, schafft die große Höhe polarähnliche Bedingungen mit Permafrost, Gletschern und viel Schnee. Fügen Sie zur Sicherheit noch 1000 Höhenmeter hinzu, warum: siehe unten. Auch riesige Berge sind gute Orte für üppige versteckte Täler voller Weiser, mystischer Artefakte und/oder Jungbrunnen.
4. Macht die Atmosphäre dicker/höher - und wärmer - Warum? Die Atmosphäre muss etwas wärmer sein als die unserer Erde, damit die Pole nicht das ganze Jahr über zufrieren. Etwa 5 °C sollten ausreichen, vielleicht weniger. Ohne Klimamodell schwer zu beantworten. Wenn Sie den Planeten wärmer machen, muss Ihr Hochland höher liegen, um das gewünschte Klima zu haben, und um immer noch gastfreundlich/durchquerbar zu sein, brauchen Sie mehr Atmosphäre. Fügen Sie zur Sicherheit etwa 2 km Dicke hinzu.

Damit sollten Sie die skizzierten Bedingungen erhalten.

Sie werden am Äquator keine echten Eiskappen haben, die sich über Hunderte von Kilometern erstrecken, sondern riesige Berge, die durch Gletscher ragen, die sie umfließen und das Hochland teilweise begraben.

Sie werden keine Sahara-ähnlichen, sengend heißen Wüsten an den Polen haben. Dies ist nicht wirklich möglich. Trotzdem können sich die Temperaturen an einem Tag um 30 bis 40 °C ändern, und es wird wirklich trocken sein.

Mögliche Probleme, auf die Ihre Welt stoßen könnte:

• Sie haben einen riesigen Steinring in den Äquator gelegt. Das könnte das Klima durcheinander bringen. Die Flanken dieses Rings sollten üppige Dschungel sein, da Winde aus dem Norden und Süden feuchte Luft an den Flanken nach oben drücken. So wie in Nordindien. Der Luftaustausch über den Euqator ist begrenzt, was sich als Problem erweisen könnte – oder als Story-Element (denken Sie an düsenartige Winde, die durch die wenigen Pässe rauschen, die über die Mauer führen).
• Sie haben riesige Kontinente an die Pole gestellt. Das bringt dein Klima durcheinander. Auch deine Meeresströmungen sind höllisch, wenn du dich an kreisförmige Ozeane hältst. Das Gleiche gilt für Windströmungen (siehe Screaming Sixties), die die Antarktis verschlingen.
• Wenn Sie den Ozeanen nicht genug Platz lassen, wäre Ihre Welt ungefähr so ​​​​trocken wie der Planet Dune. Wenn Sie Ihre Kontinente auf die beschriebenen drei beschränken, wären Reisen zwischen ihnen eher selten.

Okay, ich habe versucht, es so kurz wie möglich zu machen und mich nicht im Detail zu verlieren. Dennoch habe ich das Gefühl, dass ich auf einige Themen eingehen könnte, zögern Sie nicht zu fragen.

Wenn Sie nicht darauf bestehen, dass Ihre Polarwüste heiß ist , suchen Sie nicht weiter als auf der Erde.

Das Südpolarplateau in der Antarktis ist eine der trockensten Landmassen der Erde mit einem jährlichen Niederschlag von etwa 7 cm Schnee (konvertieren Sie das in Flüssigkeit, und das ist trockener als die Atacama-Wüste in Chile und Peru). Die nördliche Eiskappe ist ähnlich trocken, obwohl sie mit dem Meereis (zum größten Teil durch Oberflächengefrieren von Meerwasser gebildet) schwerer zu erkennen ist.

Bewegen Sie die Erde ein paar Millionen Meilen weiter von der Sonne weg, und die Pole werden noch trockener (weniger Wasser verdunstet aus den Ozeanen).

Die Physik ist hier nicht Ihr Freund, der Äquator bekommt mehr Sonnenlicht, das in einem vertikaleren Winkel einfällt und weniger Atmosphäre durchdringt. Das bedeutet höhere Temperaturen.

Das Einzige, was dem entgegenwirkt, ist die Höhe. Die Lösung für Ihr Problem besteht also darin, ein sehr hohes Plateau oder eine Bergkette zu haben, die zufällig ungefähr um den Äquator des Planeten verläuft. Denken Sie zum Beispiel an den Himalaya, der auf dem gleichen Breitengrad wie Ägypten und Indien liegt und dennoch eine permanente Schneedecke hat.

Es wäre ein seltsamer Zufall, wenn es so laufen würde, und eine Kontinentalverschiebung über Millionen oder Milliarden von Jahren würde die Dinge ändern, aber für mehrere Millionen Jahre könnte man einen meist kalten Äquator mit vielleicht gelegentlich wärmeren Tälern haben, in denen die Höhe abnimmt, und offensichtlich, wenn man hätte Alle Küsten oder Ozeane wären tropisch.

Schritt 1: Bewegen Sie Ihren Planeten weiter vom lokalen Stern weg. Dies reduziert die Temperatur und friert den Äquator ein

Schritt 2: Positionieren Sie große Vulkane, Geysire und ähnliche geologische Aktivitäten am Nord- und Südpol. Diese liefern Wärme für Ihre Desserts

Es ist zwar unwahrscheinlich, dass ein Planet wie dieser existiert, da wir in unserem Universum noch keinen beobachtet haben. Wenn die Rotationsachse des Planeten eine Tangente zu seiner Umlaufbahn wäre, würde sich Ihr Äquator zu einem Band bewegen, das durch die Pole auf der Erde verläuft, während sich die neuen Pole auf der rechten und linken Seite des Planeten befinden würden.

Es ist möglich, dass das richtige Design für einen bewohnbaren erdgroßen Exomond, der einen Gasriesenplaneten in der bewohnbaren Zone seines Sterns umkreist, dazu beitragen könnte, dies zu ermöglichen.

Sie sollten frühere Fragen und Antworten zu möglicherweise bewohnbaren Exomonden von Gasriesenplaneten nachschlagen.

Eine Sache, die sie sagen, ist, dass, damit die Umlaufbahn eines Mondes um seinen Planeten langfristig stabil ist, die Umlaufbahn des Planeten um seinen Stern mindestens neunmal so lang dauern muss wie die Umlaufbahn des Mondes um seinen Planeten. Wenn also die Umlaufbahn des Mondes um seinen Planeten 10 Erdtage dauert, müsste die Umlaufbahn des Planeten um seinen Stern mindestens 90 Erdtage lang sein.

Und wenn die Umlaufbahn des Planeten um den Stern nicht viel mehr als neunmal so lang ist wie die Umlaufbahn des Mondes um den Planeten, könnte die Kombination von ihnen Teile des Mondes im Sonnenlicht oder im Schatten des Planeten für längere Zeiträume halten und Dadurch erhitzen oder kühlen sich diese Teile des Mondes stärker ab.

Denken Sie daran, dass der erdgroße Mond durch die Gezeiten gesperrt wird, so dass er sich mit der gleichen Periode dreht, in der er den Planeten umkreist. Somit wird es eine planetenwärts gerichtete Seite des bewohnbaren Mondes geben, die immer dem Planeten zugewandt sein wird, und eine antiplanetwärts gerichtete Seite des Mondes, die immer vom Planeten abgewandt sein wird.

Die Form des Schattens des Planeten hängt von den Werten des Durchmessers des Sterns, des Durchmessers des Planeten und der Entfernung zwischen Stern und Planet ab. Der Kernschatten, der vollständig dunkle Teil des Schattens, sollte ein Kegel sein der mit der Entfernung vom Planeten immer dünner wird und zu einer Spitze zusammenläuft, während der Halbschatten, der teilweise dunkle Teil des Schattens, ein Kegel sein sollte, der sich mit der Entfernung vom Planeten ausbreitet und sich für immer in den Weltraum ausdehnt.

Wenn sich der Mond im Halbschatten befindet, kann das reduzierte Licht des Sterns ausreichen, um Wasser in den kälteren Teilen des Mondes, beispielsweise in einem hypothetischen hohen Äquatorkamm um den Mond, gefrieren zu lassen. Und möglicherweise, wenn die Größe des Kernschattens in der Entfernung des Mondes genau richtig ist, werden nur die äquatorialen Rückenregionen jemals in völliger Dunkelheit sein und noch kälter werden, wenn der Mond in den Kernschatten eintritt.

Sie könnten versuchen, zwei verschiedene Designs des Sternen-/Planeten-/Mondsystems zu modellieren, um zu sehen, welches die heißesten Pole und den kältesten Äquator ergibt.

In beiden Modellen wird der Mond um den Äquator des Gasriesenplaneten kreisen und die eigene Äquatorebene des Mondes wird in der gleichen Ebene sein, in der er den Gasriesenplaneten umkreist, da Gezeitenwechselwirkungen zwischen dem Mond und dem Planeten die Umlaufbahn des Mondes verändern und Rotation in diese Konfiguration Milliarden von Jahren, bevor der Mond eine atembare Atmosphäre oder fortgeschrittene vielzellige Lebensformen hat, entwickeln sich auf diesem Mond so intelligente Wesen.

In einem Modell sollte die Umlaufbahn des Mondes um den Gasriesenplaneten in derselben Ebene liegen wie die Umlaufbahn des Gasriesenplaneten um den Stern.

In dem anderen Modell sollte die Umlaufbahn des Mondes um den Gasriesenplaneten in einer ganz anderen Ebene liegen – etwa 90 Grad betitelt, ähnlich der axialen Neigung von Uranus – als die Umlaufbahn des Gasriesenplaneten um den Stern.

Meine Antwort hier Polarhitze, äquatoriale Kälte – klimatische Auswirkungen umgekehrter globaler Temperaturen 1 erörtert, wie das zweite Modell das Klima beeinflussen und möglicherweise zu einem kalten Äquator und heißen Polen führen würde.

Es gab viele Fragen zu möglichen erdgroßen bewohnbaren Monden von Gasriesenplaneten.

Ich habe eine Reihe dieser Fragen beantwortet.

Hier ist ein Link zu einer früheren Frage und meine Antwort auf diese Frage enthält einen Link zu einer Frage und Antwort, die Links zu früheren Fragen und Antworten enthält.

Wie groß sind die Tag- und Nachtschwankungen eines Mondes, der einen Planeten von der Größe des Jupiters umkreist? 2

Der Artikel "Exomoon Habitability Constrained by Illumination and Tidal Heating" von Rene Heller und Roy Barnes Astrobiology, Januar 2013, diskutiert Faktoren, die die Bewohnbarkeit von Exomonden beeinflussen.

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3549631/ 3

Siehe auch meine Antwort hier:

Wie lange wird es dauern, um herauszufinden, dass sie auf einem Mond und nicht auf einem Planeten leben? 4