Insolación solar/efecto del flujo sobre la diversidad/riqueza de biomas en un mundo alienígena

Las preguntas

Estoy tratando de responder a tres preguntas principales:

  1. ¿Tiene sentido un gráfico de bioma de tres ejes para mi mundo?
  2. ¿Cuán productivo/rico en vida debe tener un bioma con un nivel específico de flujo solar (manteniendo constantes la temperatura y la precipitación)?
  3. ¿Podemos cuantificar o calificar ese nivel de productividad/riqueza de vida en el bioma? (Esto podría ser comparativo: "tan productivo como la selva tropical ecuatorial de la Tierra, tan productivo como la sabana africana, etc.)

El resumen

Como parte de la construcción de mi mundo, he desarrollado un mundo alienígena. Es mayormente similar a la tierra (océanos, continentes, atmósfera similar, temperatura promedio similar a la terrestre) pero varía en algunas formas importantes. Algo con lo que estoy luchando es determinar qué tan "rico en vida" debe ser cada uno de sus biomas y cómo delinear esos biomas.

Por "rico en vida" me refiero a algo así como la cantidad de vida que verías dentro del bioma. la productividad El rendimiento energético. Por ejemplo, en la Tierra, una selva tropical es un bioma muy "rico", mientras que la tundra no lo es. Un bosque templado en verano es un bioma moderadamente rico, mientras que en invierno no lo es.

Es posible que esté familiarizado con gráficos de biomas como este:

Biomas terrestres

Funcionan bien para la Tierra dadas solo dos variables: precipitación y temperatura. Esta es una generalización, por supuesto, ya que muchos factores determinan el bioma exacto, incluida la elevación y la distribución estacional de la precipitación. Sin embargo, es una buena regla general... para la Tierra.

A pesar de lo útiles que son los gráficos como este para los constructores de mundos, se encuentran con grandes contratiempos cuando se trata de mi mundo alienígena. El principal problema que veo aquí es que, a diferencia de la Tierra, mi mundo exhibe combinaciones variables que no existen en la Tierra.

Creo que los gráficos de biomas como el que funciona en la Tierra porque la temperatura se correlaciona estrechamente con la latitud y, por lo tanto, con la insolación solar promedio (es decir, la energía del sol). Sin embargo, mi mundo no funciona de esta manera. En mi mundo, las siguientes variables pueden considerarse semiindependientes:

  • Temperatura
  • Insolación Solar Promedio (Flujo)
  • Precipitación

A diferencia de la Tierra, puedes tener un bioma que es cálido y húmedo (como un bosque tropical) PERO tiene niveles promedio de flujo solar similares a los de Noruega. También tiene biomas que son cálidos y húmedos (como los bosques tropicales) pero obtienen el doble del flujo solar promedio de un lugar en el ecuador de la Tierra.

También hay otras dos grandes variables en mi mundo que jugarán un rol :

  • Longitud de onda de la luz solar recibida: la cantidad de luz visible frente a la infrarroja varía según la longitud y la época del año (¡gracias, estrella binaria!)
  • Proporción de luz diurna/noche durante un día completo: varía según la longitud (piense en la resonancia orbital, como el mercurio)

En cambio, mi idea es crear un gráfico de tres ejes como base basado en la temperatura, la insolación solar y la precipitación. Luego consideraré las dos últimas variables más adelante para entrar en más detalles.

¿Suena eso como un enfoque viable?

La clave para esto es averiguar qué tan "productivo" y "rico en vida" debe ser un bioma dada su cantidad promedio de flujo . Mis biomas varían ampliamente, con un flujo promedio que varía AMBOS por la longitud Y la latitud (el de la Tierra solo varía según la latitud). Un ejemplo es el ecuador de mi mundo. El flujo a 0N y 0E es de unos 770w/m2 en invierno y de 890w/m2 en verano. A 0N y 180E son unos 220w/m2 en invierno y 335w/m2 en verano.

Nota: El flujo solar promedio para la Tierra en Equinox es:

  • 0N: 430w/m2

  • 40N: 330w/m2

  • 60N: 215w/m2.


Información complementaria

En mi mundo tienes ubicaciones con combinaciones de variables como esta:

  • Punto Ecuatorial #1:

    • Cálido (Verano), Fresco (Invierno)
    • Húmedo a seco (estacional)
    • Flujo de luz solar promedio bajo (280 w/m2 por hora)
    • Veranos: más flujo (y mayor porcentaje de longitudes de onda visibles)
    • Invierno: menos flujo (y mayor porcentaje de longitudes de onda infrarrojas)
    • Noches largas, días cortos
  • Punto Ecuatorial #2:

    • Muy caliente (todo el año)
    • Muy mojado
    • Flujo de luz solar promedio muy alto (800w/m2 por hora)
    • Veranos e inviernos: variación de flujo estacional baja en %
    • Días largos, noches cortas
  • Punto de latitud media #3:

    • Caliente (Verano), Fresco (Invierno)
    • Seco
    • Flujo de luz solar promedio alto (400 w/m2 por hora)
    • Cambio de Flujo Estacional: Moderado (entre #1 y #2)
    • Duración del día/noche igualmente dividida

Nota: Un ciclo estacional completo (primavera, verano, otoño, invierno) dura casi una década terrestre.

Hola n_bandido. Te voy a recomendar que reemplaces la etiqueta similar a la tierra con la verificación de la realidad y la etiqueta del entorno con el proceso de construcción del mundo . Creo que eso evitaría que la Q se cierre principalmente basada en opiniones y le brindaría el análisis que está buscando.
Creo que el gráfico al que hace referencia usa la temperatura como indicador de los efectos combinados de la insolación, la elevación y las influencias geológicas. datos de insolación en la temperatura. Por ejemplo, Denver, CO, y Ankara, Turquía, se encuentran en la misma latitud, pero Ankara tiene promedios altos más bajos y temperaturas bajas más altas, y generalmente es más templado. Debido a esta idea, creo que su modelo de 3 ejes necesita usar parámetros que sean independientes entre sí para ser una solución general de diseño de biomas.
@JBH Hice esas ediciones de etiquetas como sugeriste.
@EDL Mis tres parámetros enumerados son, para mi planeta, casi independientes. O más bien, están, en muchos biomas, mucho menos correlacionados que en la Tierra. Como mencioné en mi publicación, puedes obtener una ubicación en mi mundo que tenga una insolación media similar a la de Noruega o Islandia, pero con temperaturas subtropicales. Esa combinación no ha existido en la Tierra desde el Cretácico. Otra combinación es 2 veces el flujo solar de los trópicos de la Tierra con alta temperatura/humedad. Entonces, el flujo medio varía inmensamente en relación con la temperatura media. Así que tampoco hay biomas terrestres existentes que pueda comparar.
Perdóneme si no entendí bien, pero ¿la temperatura no se correlacionaría aproximadamente con la insolación solar?
@SealBoi Depende de lo que quieras decir con "aproximadamente". Pero en mi opinión... no necesariamente. El movimiento del calor por el aire y el agua tiene un gran efecto. Al igual que la cobertura de nubes. He visto simulaciones de temperatura de exoplanetas y la temperatura del aire puede ser MUY diferente de lo que indicaría la radiación solar. Por ejemplo, en un planeta bloqueado por mareas 1: 1, el punto subsolar en realidad puede ser significativamente más frío en los modelos gracias a la cantidad de nubes producidas debajo de ese punto. Para el mismo planeta, la oscuridad permanente sería MUCHO más cálida de lo que podría pensar, dependiendo de qué tan espesa sea la atmósfera.

Respuestas (2)

En la Tierra, la radiación solar se correlaciona fuertemente con la temperatura porque obtenemos la mayor parte de nuestra energía del sol. Para separarlos y que tenga sentido, debe tener una entrada de energía significativa de alguna otra fuente que no sea el sol y que tampoco esté distribuida uniformemente sobre la superficie. La más simple, creo, sería la geotérmica. Algo en la estructura de la corteza hace que la lava esté mucho más cerca de la superficie en algunas áreas que en otras, calentando toda el área desde abajo. La diferencia con la tierra sería que las áreas son más grandes (lo que genera biomas grandes adecuados) y más estables (lo que genera menos volcanes).

El mayor efecto de la radiación solar sería dar energía para la fotosíntesis. Cuanto más sol, más crecimiento de plantas en bruto puedes tener. Dado que esta energía vegetal alimenta directa o indirectamente la mayor parte de la cadena alimentaria, esta es la forma más sencilla de tener un ecosistema más vibrante.

Los casos más interesantes serían donde la temperatura y los niveles de luz solar difieren.

Primero, áreas que tienen alta temperatura pero poca luz solar. Esto daría como resultado una mezcla entre tundra y pastizales, creo. La vegetación es principalmente líquenes, musgo y arbustos más pequeños, que pueden arreglárselas con poca luz. Los animales son escasos, en su mayoría pequeños y móviles sin necesidad de pelaje aislante.

Segundo, frío pero mucha luz solar. Dado que la temperatura sería el factor limitante en el crecimiento de las plantas, veríamos algo así como matorrales espesos con hojas cerosas o bosques de hoja perenne. Similar a nuestras plantas de clima frío, pero de crecimiento más rápido y menos madera y más verde. Los animales tendrían que ser más grandes y resistentes, tanto para ayudar contra el frío como para comer gran parte de las plantas. Con herbívoros grandes pero abundantes, los depredadores serían igualmente grandes y fuertes.

En la Tierra se nos ocurren nombres de biomas para diferenciar lugares que experimentan grandes diferencias. A la misma temperatura podrías tener un desierto, una selva o una pradera dependiendo de la precipitación y los organismos locales; entonces, en su mundo, solo tendría más biomas con nombre, como jungla solar, jungla y jungla oscura, pero un desierto puede considerarse un desierto ya que la cantidad de luz no cambiará el bioma mucho como lo llamamos un tundra una tundra independientemente de la precipitación. En resumen, un mapa 3D de biomas puede ayudarlo a descubrir dónde necesita nombrar nuevos biomas, pero lo que pensarán los seres en este mundo es que un bioma es solo un lugar que es diferente a otros lugares con propiedades XYZ. ; por lo tanto, un gráfico tridimensional completo es algo innecesario.

Lo que hay que recordar es que cualquier gráfico de bioma que mire de la Tierra como el que adjuntó solo toma 2 factores de estos biomas y los compara. Pero estos biomas tienen toneladas de factores comparables: precipitación, latitud, temperatura, biodiversidad, biomasa, riqueza del suelo, humedad, velocidades promedio del viento, proporciones de tigres y elefantes, etc., etc., etc. El objetivo de un gráfico de bioma es para aislar variables para comparar, no para mapear todo lo que hace que un bioma sea un bioma.