¿Cómo afecta el tamaño del planeta al clima?

Probablemente sepa que Júpiter tiene una gran tormenta, conocida como Gran Mancha Roja , que dura al menos 300 años y es aproximadamente tan grande como nuestro planeta. Entonces, la gravedad definitivamente afectará el clima.

Lo mismo ocurre con el flujo de energía de la estrella central (después de todo, es el motor principal del flujo atmosférico) y el calor proveniente de la descomposición nuclear en el núcleo del planeta.

Los continentes sólidos ayudarán a disipar el momento angular, acortando la vida útil de la perturbación climática (esta también se propone como la razón por la cual la Gran Mancha Roja es tan persistente).

Esta es una pregunta que solo una supercomputadora que ejecuta simulaciones podría responder con cierto grado de utilidad, pero la respuesta corta es sí. La gravedad debería ser la diferencia más notable.

Una mayor gravedad significa que la atmósfera es comparativamente más densa cerca de la superficie y se adelgaza más rápidamente a medida que asciende. Por supuesto, siendo todo lo demás igual, una mayor gravedad significa que el planeta puede retener más gases y, por lo tanto, la atmósfera será más densa en general. Una mayor gravedad significa más gases y, por lo tanto, un mayor efecto invernadero. El calor se retendrá de manera más efectiva, por lo que habrá menos variación entre las regiones frías y cálidas, y entre las temperaturas diurnas y nocturnas. Los vientos en la superficie serán más lentos, pero las tormentas crecerán cada vez más.

Por el contrario, una gravedad más baja hará que la atmósfera sea menos densa; dependiendo de muchas cosas que no haya especificado (como la distancia del planeta a su estrella madre, su campo magnético y el nivel de actividad solar), una gravedad más baja podría significar que los gases más livianos en la atmósfera superior se perderán en el espacio, llevado por el viento solar. Menos gas más frío significa menos masa y energía para que se desarrolle un clima severo.

No creo que tengamos evidencia de que los planetas más grandes signifique continentes más grandes, o que la gravedad dentro del rango del que estamos hablando afecte en gran medida la altura de las montañas; eso depende más de los detalles de la actividad geológica y las tasas de erosión. Sin embargo, una atmósfera más densa y cálida probablemente contribuirá a erosionar las montañas más rápido, y las montañas afectan los patrones climáticos locales, por lo que habrá que tenerlo en cuenta. Lo mismo ocurre con la profundidad de los mares.

Dos planetas terrestres, uno de los cuales tiene la mitad del radio del otro, no pueden razonablemente tener la misma gravedad. Si Small Earth tiene la mitad del radio de la Tierra y está hecha de los mismos materiales en general, su volumen y, por lo tanto, su masa será 1/8 de la de la Tierra y la gravedad superficial será la mitad (la gravedad es proporcional a la masa e inversamente proporcional a el cuadrado del radio). Necesitarías tu Small Earth hecha de materiales mucho más densos, lo cual no es realista. Lo mismo ocurre con Large y Xtra-Large Earth, en sentido contrario.

Ugh um, está bien, si asumimos la misma masa en esos tamaños tan diferentes, que parece ser lo que estás preguntando, entonces obtenemos cambios masivos en la densidad atmosférica porque la gravedad de la superficie va a ser realmente diferente. La gravedad trabaja sobre la ecuación F=G(Mm/r2) donde F es la fuerza de gravedad que experimenta una masa como tú (m) a una distancia dada (r) del centro de un objeto de masa M; si está aumentando o disminuyendo r sin cambiar M o m, F será 4 veces mayor en S Earth, por ejemplo, esto también cambia la velocidad de escape necesaria para los gases y altera la atmósfera, tanto en sus propiedades físicas como en su composición química. hasta. En las Tierras XS y S no vamos a poder respirar por varias razones, presión, toxicidad de oxígeno, exceso de hidrógeno, etc.

Los mundos más pequeños van a experimentar una especie de falta de clima a nivel del suelo, la atmósfera aún se extenderá aproximadamente hasta el mismo punto en el campo gravitatorio, por lo que la insolación solo llegará hasta cierto punto y las capas internas serán muy densas. y así estarán menos perturbados por la poca radiación que reciben. Los mundos más grandes casi no tendrán atmósfera, por lo que el clima será violento y sostenido, como vemos con las tormentas de arena marcianas.

No sé cómo debo interpretar esto:

Para simplificar, suponga hipotéticamente que hacemos múltiples copias de la tierra: XS, S, M, L, XL. La única diferencia entre ellos es su tamaño (radio), todo lo demás es igual.

Básicamente, las únicas diferencias con estos nuevos Earthes y M Earth es que su volumen y masa se dividen o multiplican por 8 o 64 .

En ese caso, tenga en cuenta que debe prepararse para una variedad de diferencias notables... Maldita sea, multiplique el radio de la Tierra por 4 y lo único que quedaría podría ser la forma esférica. podría _

Al final, es principalmente una cuestión de números:

• El tiempo depende del clima.
• El clima depende de la temperatura y de la composición y presión de la atmósfera.
• El tamaño de la atmósfera depende de la gravedad. Es por eso que algunos planetas se llaman gigantes gaseosos. Son tan grandes que atraen mucho gas, y en algún momento ese gas es la mayor parte del planeta.

Entonces, todo se reduce a qué se aplica la gravedad: la gravedad aumenta con la masa de los objetos involucrados y disminuye con la distancia al cuadrado entre ellos. Dado que los volúmenes están en metros cúbicos, un crecimiento en el radio significa que el volumen crece en la misma cantidad pero al cubo. La masa sigue directamente ( hum... hasta cierto punto, pero lo abordaremos más adelante... ) al volumen, así que lo mismo ocurre con la masa. De esto deducimos que al duplicar el radio de un planeta se multiplica su masa por 8, es decir que a la misma distancia, el segundo planeta tiene una gravedad 8 veces mayor. La superficie del planeta está 2 veces más lejos, divide la gravedad en la superficie por 4 veces más. El resultado es una atracción gravitacional 2 veces más fuerte en la superficie .

Con un planeta 4 veces más grande, eso hace 64 veces la masa y un radio al cuadrado 16 veces más largo, por lo tanto, la gravedad de una superficie es 4 veces más fuerte.

Entonces, la gravedad en la superficie crece directamente siguiendo el radio, pero a distancias idénticas, sigue el aumento del radio al cubo . Eso significa que sus planetas L y XL capturarán mucho más gas, mientras que S y XS no tanto, e incluso podrían perder la atmósfera que tenían al comienzo de su experimento mental.

Más gravedad y más atmósfera significan más presión. Si algunos gases tienen efectos de invernadero, más de ellos también significa más efectos de invernadero, por lo tanto, temperaturas más altas en general, y menos diferencias entre el día y la noche. De hecho, puedes tener un planeta tan grande que atraiga tanto gas que la **presión del gas sea lo suficientemente alta como para aplastarte. O tu coche. Júpiter es así. Cualquier sonda que pudiéramos enviarle sería aplastada e incluso derretida mucho antes de llegar a su superficie. Así es como los gases densos pueden volverse cuando aumenta la gravedad, y no estamos en una gravedad similar a la de una estrella, solo a la de un planeta. Dado que la presión significa más cosas en un volumen reducido, de hecho está aumentando los efectos de la gravedad: al caer al planeta, aplastando el gas debajo y acercándose a la superficie, siendo aplastado por las otras capas de gas arriba, los gases en general se ven cada vez más afectados por la gravedad a medida que se reduce la distancia. Combinado con la ley del cubo/cuadrado, eso hace que el tamaño sea un problema cada vez mayor en los sistemas solares.

Para concluir: dividir o multiplicar el radio de su planeta por pequeños números tiene una implicación alucinante, convirtiéndolos en lunas estériles o gigantes gaseosos aplastantes. Nuestro propio planeta rápidamente se volvería sensiblemente menos hospitalario para nosotros si su radio fuera ligeramente diferente en cualquier dirección, ya que evolucionamos para ajustarnos a ese rango de presión.

La presión y la temperatura también tienen que ver con el cambio de estado: a medida que la presión disminuye y/o la temperatura aumenta, la materia alcanzará/se acercará a su estado líquido o incluso gaseoso, y viceversa. Pero si la presión es bastante baja, no hay estado líquido en absoluto . Entonces, si su planeta es demasiado pequeño y no tiene una atmósfera significativa (como la Luna), no habrá agua líquida en él. Con demasiada presión, se quedará atrapado con hielo, excepto si el agua se calienta mucho. Y el derretimiento es lo que consume la mayor parte de la energía, no el aumento de la energía del agua, solo el cambio de estado.

En resumen, si tiene la intención de construir un planeta con clima, vida y lo que sea basado en el agua y prefiere que sea realista, quédese con un radio similar al de la Tierra: ¡2 veces el radio de la Tierra es ENORME! ¡4 veces es COLOSAL! Si quieres un planeta dos veces más grande, duplica el volumen (y la masa), creo que eso es lo que realmente tenías en mente.

El clima en la Tierra es generado por la energía térmica que la tierra obtiene del sol. Si la Tierra fuera más pequeña pero tuviera la misma gravedad y atmósfera, una diferencia sería el área de superficie que puede recibir la luz solar. Otro sería el delta de temperatura entre el ecuador y los polos que actúa como motor y es lo que impulsa principalmente los sistemas climáticos globales. Hacer que la distancia sea menor entre la fuente y el reservorio puede cambiar drásticamente los sistemas que se forman.

Sin embargo, el problema real al tratar de averiguar el clima es que los sistemas climáticos son de naturaleza caótica . Lo que significa que estos sistemas pueden cambiar drásticamente en función de diferencias mínimas en las condiciones iniciales. Incluso pequeños cambios pueden causar sistemas meteorológicos que no son estables de ninguna manera. Incluso si la Tierra fuera un 1% más grande/más pequeña, la diferencia podría ser tormentas furiosas y un efecto invernadero desbocado a un mundo frío y muerto con poco clima simplemente porque las soluciones a estos sistemas caóticos son extremadamente impredecibles.