Cobertura de hielo de un planeta toroide horizontal

Esa superficie interior obtendrá más luz de lo que crees

La luz es algo divertido, especialmente cuando pones en juego una atmósfera. Hay una serie de cosas que entran en juego, incluidas las lentes atmosféricas y la refracción atmosférica . Aquí en la Tierra, estos efectos entran en juego durante el amanecer y el atardecer, cuando la luz es visible antes de que el sol esté físicamente sobre el horizonte.

Lo que esto significa para tu planeta toroide es que la superficie interna no es tan oscura como podrías pensar, ni tan fría. Ciertamente más frío que la cara planetaria más cercana al sol, pero no completamente oscuro en ninguna parte (posiblemente ni siquiera en las regiones ecuatoriales internas, pero esto dependería de los radios internos y externos y de la naturaleza de su atmósfera). Tenga en cuenta que no tiene inclinación, lo que significa que siempre habrá luz en los polos... en toda la circunferencia de los polos.

Entonces, la verdadera pregunta es, ¿qué estás tratando de lograr desde la perspectiva de la suspensión de la incredulidad?

Y esto es importante. Después de todo, no tenemos evidencia de la realidad de un planeta toroide, por lo que la idea de describir el planeta de fantasía más realista posible es algo miope. ¡Pero! Combine esto con el hecho de que los astrónomos se sorprenden cada año con nuevos descubrimientos en el universo que hace solo unos años se creían imposibles y lo que realmente está buscando es una explicación plausible.

• Si la R interna es "pequeña" (sea lo que sea) o la atmósfera es delgada, entonces propongo que es plausible suponer que la superficie interna llega hasta los "polos" (la "parte superior" y la "parte inferior" del planeta o el "polos" desde la perspectiva de alguien que vive en el ecuador exterior) se congelarían.

• Si la R interna es "grande" (sea lo que sea) y la atmósfera es razonablemente similar a la de la Tierra, entonces creo que la región ecuatorial interna podría ser bastante cálida. Especialmente si hay volcanismo en esa área. No necesariamente cálido del desierto del Sahara, sino cálido alpino alto. En este caso sólo se congelarían las circunferencias polares.

• Cuanto más espesa es la atmósfera, más cálida es la región ecuatorial interior.

Ahora, un argumento perfectamente razonable es que no importa cuánta lente y refracción atmosférica, la superficie interna nunca puede ser más cálida que las circunferencias polares. ¡Buen punto! Pero mantén ese pensamiento mientras paso por la siguiente sección.

Predecir el clima es MUCHO más difícil que arrear gatos

Y @WillK tiene mucha razón sobre el viento. Para empezar, el clima es complicado de predecir, pero agregar ese ecuador interno hace que todo sea exponencialmente peor. Tendrías vientos rotando con el giro del planeta (como nuestros Prevalecientes Vientos del Oeste), pero también tendrías vientos envolviendo y sobre los polos y un vórtice alrededor de la región ecuatorial interna.

Agregue a eso algunas corrientes oceánicas feas para perros. Oh, las corrientes oceánicas...

Y el resultado es, como sugiere @WillK, un efecto que moderaría el frío.

Tal vez...

El mayor problema es que, hasta donde sabemos, los planetas toroidales habitables no pueden existir. La gravedad los atraería a una esfera. Y si lo agitas con la mano, entonces hay una extensión completamente irrazonable del Teorema de Shell que sugeriría que cualquiera que esté parado en la línea del ecuador interno no experimentará la gravedad y la gravedad solo aumentará a "normal" a medida que te acerques a una de las circunferencias polares. .. Pero también significa que todos los medios posibles para predecir el clima se van por la ventana.

Conclusión

Y ese es el problema con los mundos geniales que (hasta donde sabemos) no existen. Estás buscando una respuesta racional y justificable a una pregunta que es fantástica. ¡Me encanta! Pero significa que tendrá que aceptar mi lógica a medias como una posible solución, porque al final, no hay una forma científica de probar trivialmente lo que debería ser cierto. Sólo expresando lo que podría ser verdad.

Entonces, al final, ¡espero que tomes estas observaciones y las uses para diseñar un planeta increíblemente fantástico! Y no te preocupes por lo científicamente plausible que pueda ser todo esto.

La musa me está impulsando a agregar algo a esta respuesta, y no voy a dormir hasta que se cumplan sus demandas, y realmente me gustaría dormir un poco...

Necesito subrayar por qué es importante que simplemente elija las condiciones que desea y siga adelante.

Un modelo climático tremendamente simplista

Comience con una esfera. No está girando (ciertamente no está en órbita) y hay una fuente de calor a cierta distancia que no hace que se queme, solo se calienta. La esfera tiene una atmósfera. ¿Qué hace ese modelo simplificado?

El aire más cercano a la fuente de calor se calienta, provocando una zona de baja presión. Empuja el aire hacia el otro lado de la esfera opuesto a la fuente de calor donde se desarrolla una zona de alta presión. Una "tormenta" constante (viento turbulento, sin agua todavía) existe en el extremo donde el aire caliente y el frío compiten constantemente por el mismo espacio. Debido a que el aire más cercano a la fuente de calor estará más caliente que el aire cerca del suelo en el mismo punto, tendrá una "rotación" de aire desde el punto a lo largo del ecuador más cercano a la fuente de calor hasta el final en todas las direcciones. Tendrá algo similar en la parte trasera, donde el aire más cálido se eleva y se aleja hacia la terminal. Si lo piensas bien, esos ciclos (en este modelo increíblemente simplista, que hace llorar a los ángeles, por cierto), son la base de los ciclos que vemos aquí en la Tierra.

A continuación, comenzamos a girar la esfera. Esta rotación hace muchas cosas (sin agua, sin "paisaje" todavía, solo nuestro planeta caballo esférico perfecto; suponga que no hay inclinación ). Hace que se desarrollen los "vientos predominantes del oeste" a medida que el giro del planeta hace que el aire comience a moverse junto con él. Eso hace que los ciclos que mencioné anteriormente comiencen a extenderse a lo largo de las líneas latitudinales del planeta. Debido a que la esfera está girando (una vuelta/día, por así decirlo), la velocidad tangencial de un punto en el ecuador es un poco más rápida que la velocidad tangencial de un punto cerca de un polo. Esto hace que esos ciclos extendidos se rompan a lo largo de las líneas latitudinales (ahora esos ciclos se parecen mucho a lo que vemos en la Tierra).

Hasta ahora, todo bien. Nuestro modelo ridículamente simplista tiene cierto sentido. ¹ A continuación, voy a presentar tres cosas que son tan complejas que tratar de describir sus efectos en esta publicación más allá del resumen que estoy a punto de proporcionar es básicamente imposible. Pero tengan paciencia conmigo, todo es importante cuando lleguemos a su mundo toroidal.

• Añade agua y piensa en el ciclo de la lluvia. Dondequiera que va el agua, absorbe el calor. La evaporación enfría las cosas. La condensación (ya sabes, "lluvia", causada por el enfriamiento de las cosas) enfría aún más las cosas. Y cuando la lluvia cae sobre la tierra, la enfría. El ciclo de lluvia crea zonas localizadas de alta/baja presión y, por lo tanto, turbulencia localizada. Pero también crean una atmósfera más densa al agregar humedad. La atmósfera densa es otra zona de "alta presión". El ciclo de la lluvia se interpone en el camino de todos esos hermosos ciclos que discutimos anteriormente y realmente estropea las cosas. Por cierto, tenga en cuenta la palabra "humedad", está a punto de volverse importante.

• Ahora agregue las corrientes oceánicas. Nunca subestimes el efecto de una buena corriente oceánica en la atmósfera. El aire literalmente es empujado desde las corrientes frías hacia las corrientes cálidas. Si estás pensando, "vaya, ahora estoy empezando a entender de dónde vienen los huracanes y los ciclones", estás empezando a entenderlo.

• A continuación, agregue las diferencias de suelo. El efecto de la arena del desierto en la atmósfera es bastante diferente del efecto de la marga o la roca resistente de muchas (la mayoría) de las montañas. Peor aún son los "suelos" (ya sabes, "cosas que se asientan en el suelo") conocidas como "vegetación" y "nieve". Las diferencias de suelo también provocan zonas locales de alta/baja presión y empujan el aire.

• Finalmente, aunque no son particularmente relevantes para esta discusión (pero se incluyen para completar) son los detalles geológicos de su mundo. Montañas y cañones y valles... Todas estas cosas causan zonas locales de alta/baja presión cerca del suelo.

Sí, sí, sí... pero ¿y mi toroide?

Aquí está el problema: donde con una esfera, el comportamiento del sol es calentar el aire más cercano y hacer que ese aire "cicle" hacia la parte posterior del planeta (usando ese primer modelo simplista por conveniencia), ahora está tratando de hacer eso. con un bocinazo-comunista enorme agujero en medio del planeta. Algo de aire llegará a la parte trasera del planeta, pero algo quedará atrapado en el centro del planeta.

Y eso es importante, porque ese aire no solo transporta ese ciclo frío/calor (bajo/alto) hacia ese espacio central, sino que también transporta humedad. ¿Y qué hace esa humedad?

• Debido a que el centro es más frío que la cara del planeta más cercana al sol, la humedad se está condensando... en lluvia.

• Debido a que estamos tratando con el Teorema de Shell, el aire en la región ecuatorial interna está girando en un desagradable vórtice libre de gravedad. Un poco... ¿ A cuánta "realidad" estás dispuesto a renunciar? Ya has renunciado a mucha realidad para tener un planeta toroidal. Si dejamos que la atmósfera tenga gravedad, entonces la consecuencia de la lluvia, probablemente helada, girando en ese vórtice cerca del ecuador interior... es una bola de hielo en crecimiento.

Pero ese hielo, a partir del infame$T=0,$no es simplemente sentarse en el centro. Recuerde, no hay gravedad planetaria en el centro. ² Entonces, a medida que gira y cede a cambios aleatorios en su forma, peso, densidad y tamaño (también conocido como Teoría del Caos ), comienza a rebotar allí. A medida que (o piezas) rebotan cerca de las circunferencias polares, la gravedad planetaria se hace cargo y los trozos se depositan en el suelo.

¿Cuál es la consecuencia?

Esta es la parte realmente importante y la razón por la que debes decidir cuáles son las reglas de tu planeta y seguirlas en lugar de preocuparte por la "ciencia". Los trozos finalmente se cierran sobre el agujero central tanto en el norte como en el sur.

• Debido a que todavía hay algunos trozos en esa área central de gravedad casi cero, ahora tienes un sonajero de bebé. Lo bueno es que esto significa que, en ocasiones, un trozo podría atravesar el caparazón norte o sur y asustar a las personas.

• Pero el peso creciente (bueno, piense en "grosor") de las capas del norte y del sur también dará como resultado que el hielo invada lentamente la región ecuatorial interna.

¿Resultado? Ahora tenemos un planeta esférico con un "agujero de rosquilla" lleno de hielo. El vulcanismo ocasionalmente puede causar inestabilidad, pero esa inestabilidad tiene un largo camino por recorrer para llegar a la "superficie" cerca de las circunferencias polares.

Otro resultado es que el resto de su planeta es un desierto porque, eventualmente, cada gota de humedad encontrará su camino hacia ese agujero central donde se condensa, se convierte en hielo y llena un agujero inconcebiblemente grande.

Entonces... habiendo pasado por toda esta lógica ilógica... ¿puedes ver por qué estoy defendiendo que simplemente elijas cuáles serán las reglas de tu planeta y sigas adelante?

_{¹  Y si estás a punto de quejarte de mi modelo ridículamente simplificado, o si crees que no tiene suficiente sentido... puedes morder mi metal brillante... . Sabía que la caricatura sería útil algún día.}

_{²  OK, "poca o ninguna gravedad". Recuerde, "modelo ridículamente simplificado". Por favor refiérase a la nota al pie #1.}

Sería ventoso, y el viento podría equilibrar el calor.

¿Cómo sería vivir en un planeta que gira rápidamente?

Un planeta toroide es un planeta que gira rápidamente, porque de lo contrario la gravedad colapsaría el planeta de nuevo a una esfera. La rotación rápida aplana la esfera en un disco, la rotación más rápida adelgaza el disco en el medio y la rotación más rápida puede producir un toro. ¿Forma de una estrella de neutrones habitable?

Los fuertes vientos de la rotación rápida en combinación con los océanos producirían fuertes corrientes. La combinación de viento y corriente movería el calor alrededor del planeta a través de la convección, con el aire caliente y el agua del lado soleado calentando el lado sombreado.

Por supuesto, la cantidad de hielo en un planeta realmente depende de la temperatura, la forma, el viento, el agua, etc. Si hace frío, el planeta será todo hielo. Si hace calor, el planeta no tendrá hielo y tal vez no habrá agua si está lo suficientemente caliente. Lo anterior estaba pensando en la Tierra en lo que respecta al calor solar entregado, la atmósfera, etc. Excepto una dona.