Clima en un planeta que gira lentamente
moholynagy
Actualmente estoy trabajando en una historia ambientada en un planeta cuyo período de rotación dura alrededor de 24 años (años terrestres, o 8766 días). Este planeta orbita a más o menos 0,75 UA de una estrella tipo K, y el período de traslación dura unos 365 días . Es similar en tamaño y masa a la Tierra excepto que no tiene actividad tectónica. Debido a la rotación lenta, el agua tiende a fluir hacia los polos, dejando un supercontinente en forma de anillo entre el paralelo 40 norte y el paralelo 40 sur. En aras de la simplicidad, digamos que su inclinación axial es 0º. La temperatura en la zona de día es de 150ºC (302ºF) y -150ºC (-238ºF) en la zona de noche (aunque estas cifras pueden cambiar siempre que sea imposible que los humanos vivan en esas zonas).
En los planetas bloqueados por mareas podemos esperar grandes huracanes y tormentas en el lado diurno a medida que el agua se evapora, fuertes vientos desde la zona nocturna a la zona diurna y agua congelada almacenada en el lado nocturno, y creo que estas condiciones pueden ser similares a las de mi planeta. pero no lo mismo.
Dado que este planeta gira (muy lentamente, pero gira), veo la luz del sol como un "rayo de calor" (para decirlo con palabras sencillas), desde la perspectiva de la superficie. Este rayo de calor, con el diámetro de todo un hemisferio, quema la tierra y evapora el agua, creando tormentas, mientras avanza lentamente hacia el este hacia la zona templada. Pero en el otro borde del rayo, la tierra ganada por la zona templada ya está quemada y seca , por lo que asciende aire caliente, pero no tiene humedad para formar nubes de lluvia. Asimismo, a medida que avanza el lado nocturno, congela la tierra seca, pero a medida que retrocede, el agua congelada almacenada en él se derrite por acción del lado diurno.
Supongo que habría una celda de convección "más seca" en la franja templada moviéndose hacia el sol, y una celda de convección "más húmeda" en la franja templada moviéndose hacia la noche. Este sería el diagrama:
A medida que el sol calienta y hierve el agua, este aire cálido y húmedo fluiría en todas direcciones para llenar el vacío, por lo que esperaría vientos húmedos viajando a través de los polos, perdiendo agua y luego recuperándola del océano y creando nuevas nubes de lluvia . Esto podría moderar el clima en las zonas templadas y suministrar agua a través de la franja más seca que se desplaza hacia el sol . Estoy pensando que tal vez, a medida que el continente se enfríe más rápido que el océano, podríamos esperar un fenómeno como el monzón en la India o El Niño en América del Sur .
Con respecto a la franja que se mueve hacia la noche, esperaría fuertes lluvias, vientos violentos y, en general, un clima más inclemente que en la franja hacia el sol . Además, el agua más fría liberada por la zona nocturna enfriaría el continente, pero tal vez el sol moviéndose e hirviendo los océanos podría regular las temperaturas.
En los polos el clima sería más tranquilo, pero como están cubiertos de agua, no podíamos esperar más que vida marina.
Creo que aunque pueda parecer complejo, en realidad es un patrón climático muy simple. El planeta no tiene placas tectónicas, por lo que carece de altas montañas que desvíen los vientos. El planeta tiene una orogenia producida principalmente (si no completamente) por colisiones de meteoritos en un pasado lejano. Además, la forma del continente sería bastante regular , con pocos lagos, mares interiores o golfos pronunciados.
Me gustaría algunos comentarios de ustedes, chicos. No sé si me estoy perdiendo algunos puntos cruciales, tal vez algo que no estoy tomando en cuenta sobre las corrientes oceánicas, el albedo, el magnetismo, los satélites, la composición atmosférica ... lo que sea. El objetivo principal de todo esto es crear un planeta que, aunque hostil, pueda albergar vida humana (¡y lo más científicamente preciso posible!) .
La vida humana en este planeta se habría desarrollado de forma natural, evolucionando de una forma de vida a otra hasta llegar a la especie humana. Todo lo expuesto aquí puede cambiarse, pero mis únicos requisitos son :
Vida humana. Humanos normales, parecidos a la Tierra. No serían estrictamente humanos ya que no son exactamente nacidos en la Tierra y crían Homo sapiens , pero deberían ser similares a los humanos en todos los aspectos.
Un día de 24 años (o más). Sería similar a estar bloqueado por mareas, pero NO está bloqueado por mareas . Un hemisferio del planeta estaría expuesto a la luz del sol durante un largo período de tiempo, mientras que el otro estaría oscuro, pero rotaría lentamente para que pudiera existir vida, pero los animales y las personas tendrían que estar siempre migrando. Quiero que tengan que viajar constantemente y enfrentar los riesgos de este ambiente hostil.
Inhabitable de día y de noche . Las temperaturas pueden variar entre 150ºC y -150ºC. Pueden ser más extremos si es necesario.
Acerca de la inclinación axial, la distancia a la estrella, el calor/tamaño de la estrella, los satélites que orbitan el planeta u otros cuerpos celestes, podemos retocar todas estas cosas. Pero tenga en cuenta esos tres requisitos.
¡¡Muchas gracias!!
PD: ¡Si algo no está lo suficientemente claro, por favor dígame y con gusto lo aclararé!
Respuestas (3)
Estrella de mar principal
Hay un fenómeno potencialmente muy importante que no has considerado, y es la superrotación atmosférica , en la que los fuertes vientos pueden soplar alrededor del mundo más rápido que la propia tasa de rotación del mundo.
Venus exhibe esto notablemente, con vientos muy rápidos en comparación con su tasa de rotación, que es bastante lenta, un poco como su mundo. Venus tiene una atmósfera más densa por un margen bastante grande y gira un poco más rápido, por lo que no es del todo comparable.
Se han realizado algunas investigaciones sobre esto, parcialmente impulsadas por la cantidad de exoplanetas encontrados que probablemente estén bloqueados por mareas. Una prueba potencialmente interesante es Circulación atmosférica y compensación de curva de fase térmica de exoplanetas terrestres bloqueados por mareas y sin mareas, que analiza las condiciones que pueden causar los tipos de vientos predominantes que probablemente ayuden a equilibrar las temperaturas en un mundo de rotación lenta.
Dada la dificultad de obtener una buena visión de las atmósferas alienígenas, claramente hay mucho margen de maniobra aquí... podrías razonablemente agitar a mano tanto o tan poco del efecto como desees. Con demasiado, su planeta probablemente estaría demasiado caliente alrededor del terminador del amanecer para sus necesidades, pero claramente necesita un poco para impulsar las corrientes de aire que busca en la zona habitable puede terminar siendo demasiado pequeño.
El planeta no tiene placas tectónicas, por lo que carece de altas montañas.
Venus tampoco parece tener placas, pero los Maxwell Montes están 11 km por encima de la altura de referencia. Probablemente no afecte mucho su configuración, pero es algo a tener en cuenta.
magnetismo
Probablemente ninguno. Entre una magnetosfera mínima y una atmósfera muy caliente en el punto subestelar, corre el riesgo de una pérdida acelerada de atmósfera, aunque al menos bajo una estrella de tipo K la cantidad de radiación ionizante será menor.
podría albergar vida humana
Me pregunto de dónde viene todo tu oxígeno. Después de todo, una porción relativamente pequeña de la superficie planetaria es capaz de producirlo a partir de la fotosíntesis, y cualquier cosa en la superficie que pueda oxidarse se oxidará bajo años de luz solar caliente. El oxígeno es el gas con mayor riesgo de ser dividido por los rayos ultravioleta y también de perderse a través del escape atmosférico, y hay todo un hemisferio donde eso está sucediendo. Su mundo también carece de fitoplancton conveniente, que es una fuente importante de oxígeno en la Tierra.
Esa parte probablemente merece más atención... No veo que se mencione en tu pregunta.
Precio Robot IV
Perdón por no estar en forma de comentarios. Pero solo como una pequeña declaración, parece que todas las condiciones para el desarrollo de la vida humana o del estilo humano están presentes, como si su descripción del clima fuera elaborada y la fauna fuera al menos vagamente terrestre como si fomentara un estilo migratorio para los animales, y así probablemente alentaría a cualquier mamífero migratorio que vive en los árboles a desarrollar una forma bípeda, y pies o un análogo de pie, ya que tal criatura haría un alto grado de migración, y así lograría el equilibrio entre caminar y trepar a los árboles (o un análogo de árbol) y los recursos serían lo suficientemente escasos como para justificar vivir en grupos, por lo que cualquier vida sensata que no esté adaptada para comer algo como un análogo de hojas o un análogo de hierba o similar probablemente se animaría a adaptar un estilo de vida de cazadores-recolectores, aunque esa lógica de mi parte es posiblemente un poco tembloroso El día inhabitable y la noche fomentando la migración. Podría ayudar un poco si hubiera lugares abundantes con alturas para justificar el desarrollo de un marco bípedo y así no hacer casi toda la vida de cuatro patas, y suficiente cambio presente en el clima en lugar de la rotación para justificar la migración continua a lo largo del área habitable y no es solo una migración lenta hacia el norte (?) para asegurarse de que los habitantes de los árboles terminen teniendo que moverse mucho (o cueva, etc.) marco en primer lugar. Eso fue desordenado. Bleegh. y suficiente cambio presente en el clima en lugar de la rotación para justificar la migración continua a lo largo del área habitable y no solo una migración lenta hacia el norte (?) ) pero de lo contrario, no puedo encontrar ningún problema con la presión selectiva para justificar la creación de un marco humanoide en primer lugar. Eso fue desordenado. Bleegh. y suficiente cambio presente en el clima en lugar de la rotación para justificar la migración continua a lo largo del área habitable y no solo una migración lenta hacia el norte (?) ) pero de lo contrario, no puedo encontrar ningún problema con la presión selectiva para justificar la creación de un marco humanoide en primer lugar. Eso fue desordenado. Bleegh.
golosinas
Ma Golding
La pregunta me parece un poco vaga.
No sé a qué te refieres con un período de traducción de 365 días.
Usted dice que el período de rotación debería ser de 24 años, sin especificar si son años del planeta o años de la Tierra.
Dices que el planeta orbita alrededor de una estrella tipo K a unas 0,75 AU. Asumo que el planeta tiene una temperatura promedio similar a la de la Tierra, pero tiene grandes extremos de calor y frío en los largos, largos días y noches.
Aquí hay un enlace a una pregunta:
La respuesta del usuario 177107 tiene una tabla de las características de varios tipos de estrellas. Incluye el radio de la órbita en la que un planeta recibiría exactamente tanta radiación de su estrella como la que recibe la Tierra del Sol. Llamo a esa distancia la Distancia Equivalente a la Tierra o EED. Y también tiene la velocidad orbital y el período orbital o año del planeta.
Las estrellas se dividen en varias clases espectrales que tienen letras latinas mayúsculas, en el orden de O, B, F, G, K y M (y algunas otras más inusuales) que van desde las fotosferas más calientes a las más frías. Y cada clase espectral se subdivide en 10 subclases con números arábigos del 0 al 9 en orden de temperatura superficial decreciente. Las estrellas también se clasifican por su luminosidad utilizando números romanos. Todas las estrellas de la secuencia principal están en la clase de luminosidad V.
Según la tabla, una estrella K8V tendría una EED de 0,281 AU y un período orbital, o año, de 70,95 días terrestres.
Según la tabla, una estrella K5V tendría una EED de 0,406 UA y un período orbital, o año, de 114,84 días terrestres.
Según la tabla, una estrella K2V tendría una EED de 0,58 UA y un período orbital, o año, de 182,93 días terrestres.
Un período de rotación de 24 años de 70,95 días terrestres sería de 1.702,8 días terrestres, o 4,66 años terrestres.
Un período de rotación de 24 años de 182,93 días terrestres sería de 4.390,32 días terrestres, o 12,0200 años terrestres.
Entonces, 24 años de un planeta en el EED de una estrella k2V serían 2.579 veces más largos que 24 años de un planeta en el EED de una estrella k8V
Y, por supuesto, habría una diferencia aún mayor entre los períodos orbitales alrededor de una estrella K0V y una estrella K9V.
Su planeta no tiene que orbitar exactamente a la distancia EED de su estrella, y podría estar más cerca o más lejos de su estrella. No estoy seguro de que un planeta que orbite a 0,75 AU incluso de una estrella K0V reciba suficiente radiación, pero no sé mucho sobre el clima.
Por lo tanto, existe una variación considerable en la posible duración del año de su planeta y, por lo tanto, en 24 veces ese año.
Si quiere decir que el planeta gira una vez cada 24 años terrestres, o alrededor de 8766 días terrestres, eso sería alrededor de 47,9199 a 123,55 de los años de su planeta.
En cualquier caso, su planeta tiene un período de rotación, persumible su rotación sidreal con respecto a las estrellas distantes, que es muchas veces mayor que su período orbital alrededor de su estrella.
Observo que las interacciones de las mareas con una estrella solo pueden ralentizar la rotación de un planeta hasta el punto en que está bloqueada por las mareas y tiene un período de rotación igual a su año. Las interacciones de las mareas no pueden ralentizar la rotación del planeta más allá de ese punto.
Observo que se cree que las muy extrañas rotaciones de Venus y Urano fueron causadas por impactos gigantes muy temprano en la historia del sistema solar, cuando tales eventos eran más comunes. Y recientemente leí una declaración de que las tasas de rotación de los planetas están determinadas principalmente por los impactos gigantes que encuentran durante su formación y su historia temprana.
Si ese es el caso, es posible que la velocidad de rotación de su planeta se haya reducido drásticamente por un impacto gigante que recibió.
Por supuesto, no sé a ciencia cierta si la pregunta decía que 24 años era la duración del día sideral del planeta, el tiempo que tarda en girar 360 grados con respecto a las estrellas.
Posiblemente mencionas que el día estelar del planeta duraría 24 años. El día estelar sería el equivalente al día solar de la Tierra, el tiempo que tardaría el planeta en girar 360 grados con respecto a su estrella.
Dado que el planeta está orbitando alrededor de la estrella y cambiando la dirección de la estrella mientras también gira sobre su eje, esos dos movimientos se combinan para formar el día estelar. Si la órbita y la rotación de un planeta son similares a las de la Tierra, su día estelar será muy similar en duración a su día sideral.
Si se supone que el día estelar del planeta es de 24 días terrestres o alrededor de 8766 días ath, el planeta rotará 15 grados con respecto a la estrella en cada año terrestre, y 0,4106 grados cada día terrestre, y 0,0017111 grados cada hora terrestre.
La circunferencia ecuatorial de la Tierra es de unos 40.075 kilómetros o 24.901 millas. Entonces, 1 grado a lo largo del ecuador es aproximadamente 111,31944 kilómetros o 69,169 millas. Entonces, los animales y las personas que intentan permanecer en la zona templada tendrían que viajar 1.669,79 kilómetros o 1.037,54 millas por año terrestre, 4,57 kilómetros o 2,84 millas por día terrestre y 0,19 kilómetros o 0,118 millas por hora terrestre.
Que quieres decir con:
el período de traducción dura aproximadamente 365 días
Es el período de traslación la duración del día estelar del planeta. En ese caso, los animales y las personas que intentan permanecer en la zona templada tendrían que viajar 24 veces más rápido que en el cálculo anterior.
¿O es el período de traducción la cantidad de tiempo que cualquier longitud particular del planeta permanecerá en la zona templada, y la cantidad máxima de tiempo que las personas y los animales pueden detenerse en un lugar durante sus interminables migraciones alrededor del planeta?
Si la zona templada tiene 10 grados de ancho, y una mancha permanecerá en la zona templada durante unos 365 días terrestres, el día estelar del planeta sería de unos 36 años terrestres o unos 13.140 días terrestres.
PD.
Si el planeta tarda 24 años terrestres en cada rotación con respecto a las estrellas, tendrá una forma muy parecida a una esfera perfecta, y no debería haber tendencia a que los océanos fluyan hacia los polos.
Sospecho que la forma y ubicación de los continentes y océanos se deberá a la tectónica de placas del planeta, y se moverán en periodos de decenas y cientos de millones de años.
En la Tierra, en este momento, el océano del polo norte está rodeado casi por completo por dos masas de tierra. La región del polo sur es un continente, pero una vez que se aleje del polo en los vastos océanos del sur, habrá un océano polar. Entonces tendría que haber suficiente movimiento continental para que Eurasia y las Américas se unieran en un continente que se extendiera alrededor del mundo.
Entonces es posible un planeta con océanos polares y un continente ecuatorial gigante.
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