¿Cómo se comportarían los vientos en un planeta bloqueado por mareas?

Hay muchos estudios (p. ej. , Yang 2013 , Hu & Yang 2013 , indirectamente Joshi 1997 o Joshi 2003 ) que investigan esto en el contexto de planetas bloqueados por mareas de estrellas enanas rojas. La razón es que estos planetas tienen que estar muy cerca de su estrella madre para mantener el agua líquida. Sus periodos orbitales son cortos (15 - 40 días) y el bloqueo de mareas se produce de forma rápida y natural. Debido al período de rotación rápido, que es el mismo que el período orbital, la fuerza de Coriolis es crucial .

La característica más importante, ya señalada por PipperChip y Vincent, es que el aire caliente asciende en el punto subestelar, lo que provoca muchas lluvias, y los vientos superiores se mueven hacia el lado oscuro. Los vientos a nivel del suelo se mueven hacia el punto subestelar, reemplazando el aire que falta. Sin embargo, la fuerza de Coriolis desvía los vientos en la dirección de rotación, lo que provoca fuertes vientos hacia el oeste y tal vez incluso superrotación como en Venus.

Imagen de Yongyun Hu y Jun Yang, PNAS 111 629–634 (2013), doi: 10.1073/pnas.1315215111

Puede notar en esta figura del modelo meteorológico de Hu & Yang que el punto subestelar no es el lugar más cálido, gracias al viento. Los lugares más calientes son dos puntos justo encima y debajo de él.

Sin embargo, si la Tierra quedara bloqueada por las mareas, la fuerza de Coriolis sería casi inexistente y la característica más dominante sería el aire que sube en el punto subestelar y los vientos cercanos al suelo que se mueven hacia él. (Hay algunos videos que exploran este escenario 1 , 2 , 3 , aunque no el patrón de viento en sí). Esta situación se describió en las respuestas de Vincent y PipperChips.

No te pierdas: La transición del patrón de viento de los planetas que giran lentamente sin la fuerza de Coriolis y los planetas de enanas rojas que giran rápidamente se ilustra muy bien en la publicación de Oceaniis en el Foro de Evolución Especulativa . Una fuente interesante también es esta publicación en el foro de SpaceEngine. Una fuente interesante para un estudio más profundo es también la tesis de RA Edson . El trabajo reciente de Lewis et al. contiene estadísticas interesantes sobre la influencia del continente en el punto subestelar, incluidos mapas de cobertura de nubes.

Nota: si bien esta no es una respuesta completa, resulta que su intuición es mayormente correcta.

El viento

Las corrientes de viento irían, en general, del lado diurno al lado nocturno. Esto depende, sin embargo, de muchos factores. Dichos factores pueden ser la temperatura de la estrella, las masas terrestres, la densidad y composición de la atmósfera, los océanos y otros. La Universidad de Cornell hizo un buen estudio sobre planetas bloqueados por mareas , si desea echar un vistazo. ¡Incluso abordan los efectos Coriolis! Como simplificación y resumen, cuanto más rápido gire su planeta alrededor de su estrella, más se mezclarán sus vientos.

Sabemos que, eventualmente, el aire del lado frío "querrá" ir al lado cálido, debido a la presión, la gravedad y la difusión. Esto puede formar el equivalente de las celdas de Hadley, Ferrel y Polar Air , excepto que implica que el aire va del lado del día al lado de la noche en lugar del ecuador al polo. Resulta que las simulaciones modernas encuentran que tal circulación en realidad mantendría el lado nocturno bastante más cálido de lo que se pensaba anteriormente. Consulte el artículo de wikipedia sobre la habitabilidad de los sistemas Red Dwarf .

Las celdas de aire

En general, se supondría que las celdas de aire en nuestro planeta bloqueado por mareas se verían como las celdas Hadley/Ferrel/Polar Air que van del lado diurno al lado nocturno. Algunas personas piensan que habría áreas de lluvia permanente donde el aire caliente y el frío se encuentran, y que al menos habría un anillo de habitabilidad en algún lugar alrededor.

Los modelos climáticos son complicados

Por lo tanto, debe reconocer que esta respuesta tiene algunas suposiciones incorporadas. La atmósfera no debe ser ni demasiado espesa ni demasiado delgada. Parece que los océanos deberían existir para hacerlo habitable. Muchos estudios en realidad no analizan el viento, sino la transferencia de calor u otros efectos . Su pregunta está estrechamente relacionada con el estudio de exoplanetas y es un campo enorme.