El clima en un mini-ringworld/Banks Orbital

Un orbital es un mundo anular en miniatura utilizado por la cultura en la serie Culture de Iain M. Banks. Wikipedia tiene detalles sobre su estructura básica , pero para simplificar, la principal diferencia con un mundo anular de Niven es que son mucho más pequeños y orbitan el sol como un planeta en lugar de rodearlo.

Lo que me interesa son los patrones climáticos que surgirían en un orbital: la Cultura podría generar el clima como quisiera, por supuesto, pero ¿cómo sería un orbital "natural", sin interferencia directa en su clima?

Además, ¿qué sería diferente si el Orbital tuviera montañas "mamparas" muy altas que separan áreas?

Este artículo habla sobre el clima: orionsarm.com/eg-article/4845ef5c4ca7c

Respuestas (3)

Algunas notas sobre las fuerzas que afectan el clima.

Las fuerzas de marea de la estrella afectarían la atmósfera. Habría viento muy rápido y estable en la estratosfera. Sin mamparos, la dirección del viento dominante sería opuesta a la rotación.

Si los mamparos fueran lo suficientemente altos, evitarían que se formaran estos vientos. Lo más probable es que los mamparos sean lo suficientemente altos como para limitar el clima, pero no lo suficientemente altos como para detener los vientos estratosféricos. Suponiendo una composición similar a la de la Tierra, esto significaría mamparos de 10 km (o más para mayor seguridad) de altura. En una situación como esta, asumiría que la mitad superior de la troposfera sería arrastrada por la estratosfera opuesta a la rotación, que tendría que equilibrarse con los vientos superficiales en la dirección de la rotación. La velocidad del viento dependería del número y altura de los mamparos. Entonces, presumiblemente, tendría un viento casi constante de la velocidad deseada y una dirección estable.

Un mamparo tendría aire frío y seco aspirado. Supongo que los diseñadores colocarían un mar aquí para hidratar y calentar el aire. Dado que el mar tendría la misma cantidad de luz solar que cualquier otra parte, esto funcionaría bien. La combinación de aire frío y seco sobre aire cálido y húmedo probablemente crearía muchas tormentas eléctricas localizadas e incluso tornados, que es otra razón para tener un mar aquí en lugar de tierra habitable. No veo que se formen grandes frentes de tormenta o huracanes, por lo que los barcos deberían poder evitar las tormentas.

El otro mamparo tendría aire cálido y húmedo impulsado hacia arriba. Esto debería resultar en una lluvia casi constante en las montañas del mamparo. Dudo que alguien quisiera vivir en esta área, pero sería un buen lugar para construir energía hidroeléctrica.

El área intermedia habría tenido tormentas eléctricas localizadas en la noche, lluvia en los lados de las montañas a barlovento y áreas áridas detrás de ellas. Estas sombras de lluvia podrían ser lo suficientemente estables como para formar desiertos, supongo que existen pastizales áridos. Sin mamparos, así sería todo el orbital. El tiempo estaría dominado por los efectos de las montañas sobre el viento estable.

Dado que los ríos y los vientos correrían en direcciones opuestas y tanto los flujos de los ríos como los vientos serían casi constantes, los veleros deberían ser una forma bastante práctica de viajar con poca tecnología. Y probablemente habría grandes ríos navegables corriendo desde las lluvias de un mamparo hasta el mar en el otro mamparo. De hecho, dado que los vientos corren en diferentes direcciones a diferentes altitudes, las velas aéreas o los aviones planeadores serían mucho más prácticos que en la Tierra, siempre que pueda alcanzar el límite entre los vientos. En realidad, esto podría ser importante para una civilización "heredera" de baja tecnología, ya que dudo que los orbitales tengan enormes reservas de hidrocarburos. Sin mamparos, las direcciones de los ríos serían aleatorias y la dirección del viento sería la misma independientemente de la altitud.

Además de los efectos de marea y mamparo, habría efectos del ciclo día-noche. ¿Estos deberían ser similares a los efectos aquí en la Tierra? Aunque la mayor velocidad en la que se mueve la línea entre el día y la noche puede hacer que los efectos sean insignificantes fuera de las zonas costeras y las zonas con grandes lagos. Básicamente, el aire sobre el agua se calienta y se enfría más lentamente, por lo que habría vientos hacia la tierra por la mañana y hacia el agua por la noche.

Todo conjeturas obviamente...

«Habría viento muy rápido y estable en la estratosfera. Sin mamparos la dirección del viento dominante sería opuesta a la de rotación.» ¿Estás seguro de que no sería una onda longitudinal, aparentemente soplando hacia la parte densa por un lado y alejándose por el otro?
@JDługosz No, supongo que dependería de los detalles del efecto de marea. Simplemente estoy suponiendo que la rotación sería lo suficientemente rápida en relación con la gravedad, lo que provocaría que el efecto de las mareas hiciera que el viento fuera mucho más grande que la ola. Creo que suele ser razonable, ya que el objetivo de estas estructuras suele ser proporcionar gravedad centrífuga, lo que requiere una rotación relativamente rápida y un fuerte efecto de marea que causaría una tensión estructural significativa. Entonces, la ingeniería sugiere que mi suposición generalmente sería correcta.
¿Puedes explicar más acerca de cómo la fuerza de marea produce viento constante?
También Look to Windward menciona una corriente en chorro en Masaq`

¿Para qué lo diseñaste?

Si tiene áreas de glaciares, por ejemplo, entonces ha puesto un aparato de enfriamiento. Los aparatos de refrigeración/calefacción automatizados proporcionarán un importante impulsor de sus patrones climáticos.

¿Zonas de agua? También conduce el clima. Si hizo que su orbital fuera todo desierto, obtendrá un efecto diferente al de un orbital de río mundial, en comparación con un orbital con océanos enormes (¿enfriados en los extremos profundos?), En comparación con uno con océanos poco profundos. ¿Qué tan conectadas hiciste tus masas de agua? ¿Hay intercambio térmico diseñado en ellos?

¿Incluyó campos de fuerza para afectar su clima, creando deflectores en el aire? ¿Romper las corrientes de aire que se repiten? ¿Están encendidos o siempre encendidos? ¿Deflectores para tus corrientes oceánicas? ¿Estáis induciendo olas o mareas en vuestros océanos? ¿Cómo? Esas elecciones afectarán su clima. (¿Qué efecto querían tener los diseñadores?)

Tienes una mente de colmena que controla los campos de fuerza y ​​otros sistemas. ¿Me estás diciendo que le quitaste el control del clima a propósito? Es de interés propio no permitir que los grandes problemas climáticos interrumpan sus actividades en curso.

Por supuesto, pero me interesaba el "predeterminado", por así decirlo, para saber lo que tendría que tener en cuenta.
¿Quiso decir "mente central" en lugar de "mente colmena"?

Ok, no soy meteorólogo y básicamente no tengo idea de cómo funciona el clima. Pero tuve una idea interesante, así que estoy publicando de todos modos.

Sin los "mamparos" de las montañas, la superficie es aproximadamente unidimensional, a diferencia de aproximadamente dos dimensiones en nuestra Tierra. Ese podría ser un factor muy importante. En una superficie 2D, un campo vectorial puede tener vórtices elaborados, pero en una dimensión la única solución es "todo va en la misma dirección".
Ahora bien, esto es pura especulación, pero me parece concebible que el tiempo se estabilice en este entorno y no sea caótico. Habría vórtices locales, por supuesto, causados ​​por montañas, por ejemplo, pero podrían ser estáticos, como los remolinos de un río.

La superficie tiene entre 1000 y 6000 km de ancho, la mitad del diámetro de la Tierra. Es bastante bidimensional...