Как определить слои атмосферы?

Атмосфера Земли, как вы, наверное, знаете, делится на пять слоев – тропосферу, стратосферу, мезосферу, термосферу и экзосферу.

https://en.wikipedia.org/wiki/Atmosphere_of_Earth#Стратификация

Как я могу определить правдоподобные высоты границ этих слоев для атмосферы моей похожей на Землю планеты? Я уже вычислил состав атмосферы, давление*, плотность* и скорость убегания, и я знаю другие, возможно важные вещи о планете, такие как масса, радиус, гравитация, плотность, температура поверхности, альбедо, осевой наклон, орбита и т. д.

Нужны ли эти значения? Если да, есть ли что-то, что мне нужно, а чего нет? Также пара уточнений:

  1. Я не обязательно ищу эмпирический, универсальный метод для точного определения точных цифр, мне просто нужен способ дать мне разумные результаты,

  2. Я знаю, что что-то вроде слоев атмосферы может показаться незначительным для построения мира, но мне интересно узнать это для моей планеты, и поэтому я бы предпочел не просто махать рукой.

*на любой высоте; У меня есть калькулятор для этого.

РЕДАКТИРОВАТЬ: По просьбе Морриса Кота я поделился ценностями, касающимися планеты и атмосферы. Вот они:

Масса — в 1,2 раза больше Земли

Радиус — 1,17x Земли

Гравитация — 0,88x Земли

Плотность — 0,75x Земли

Большая полуось - 0,92 а.е.

Эксцентриситет - 1,8x Земли

Периапсис - 0,89 а.е.

Апоцентр — 0,95 а.е.

Год — 0,8x Земли, 294 земных дня

Орбитальная скорость — в 1,14 раза больше Земли.

Осевой наклон — 1,17x Земли

Альбедо — в 1,22 раза больше Земли

Скорость убегания — в 1,01 раза больше Земли.

Атмосфера – 71,9 % N, 25 % O2, 1,95 % Ar, 1,1 % CO2, 0,05 % газовых примесей.

Атм. давление на уровне моря – 1,45 атм.

Плотность воздуха на уровне моря — в 1,7 раза больше земной.

В частности, я сравнил их с соответствующими значениями Земли, которые, по моему мнению, наиболее подходили для того, что было предложено в комментарии.

Я почти уверен, что если бы существовала такая модель, космические агентства с меньшей охотой тратили бы деньги на то, чтобы забрасывать планеты металлическими банками для того же самого масштаба.
TBH, лучший способ получить разумные результаты — просто начать с земных значений, а затем скорректировать, исходя из того, какие из ваших параметров (если таковые имеются) значительно отличаются от земных. Я не думаю, что кто-то здесь сможет указать вам на математическую модель, к которой вы можете подключить все свои значения, но если вы поделитесь ими, мы могли бы помочь указать вам, какие вещи могут вызывать вариации.
@MorrisTheCat Никогда не недооценивайте HDE 226868 :-). Действительно, на этом сайте есть люди, которые знают удивительные вещи.
@MorrisTheCat Хорошо, я добавил их в вопрос. Что вы думаете о них?
Ну, будет интересная погода, это точно. Атмосфера определенно будет толще земной. Насколько именно НАМНОГО толще, вы можете теоретически рассчитать с помощью чисел, предоставленных HDE, но сочетание большего наклона, более короткого года и более высокого эксцентриситета означает, что сезонные колебания должны ( я думаю) будет НАМНОГО более жестким, и это сделает ваш температурный профиль еще более сложным. Я буду честен, если бы это был я, я бы просто подправил значения Земли примерно на 30% и назвал бы это хорошим. .
@MorrisTheCat У него может быть совершенно другая атмосфера по сравнению с Землей в зависимости от событий, которые он пережил или не пережил за свою историю. Если бы Земля не испытала столкновение с Тейей, образовавшей Луну, ее атмосфера была бы совсем другой, чем та, что мы имеем сегодня. Влияние звезды-хозяина также немаловажно, некоторые типы звезд, вероятно, лишат большую часть или всю атмосферу планет, которые находятся слишком близко или плохо защищены.

Ответы (2)

Пять основных слоев атмосферы с увеличением высоты образуют тропосферу, стратосферу, мезосферу, термосферу и экзосферу. Соответствующими границами являются тропопауза, стратопауза, мезопауза и термопауза. Вот как определяются эти границы:

  • Тропопауза : вертикальная скорость Г "=" − д Т д г , изменение температуры с высотой, идет от положительного в тропосфере до отрицательного в стратосфере, равняясь нулю в тропопаузе.
  • Стратопауза : температура в стратосфере увеличивается с увеличением высоты; стратопауза - это место, где достигается максимум температуры после выхода из тропосферы.
  • Мезопауза : температура в мезосфере снижается с увеличением высоты; мезопауза — это место, где достигается температурный минимум после выхода из стратосферы.
  • Термопауза : термопауза находится в точке, где число Кнудсена Кн ( г ) примерно равен единице .

По сути, чтобы определить большинство из этих границ, нужно определить температурный профиль атмосферы, а оттуда вычислить Т ( г ) , Г ( г ) и т. д. Обычно это не совсем тривиально.

Вы напрягаете комара?

Трудно не рассматривать такие вопросы как POB. У нас есть одна точка данных для работы: Земля. Да, технически у нас есть другие планеты в нашей Солнечной системе, но они не несут жизни. Выражение такого метода предсказуемого расчета деталей, когда у вас есть только одна точка данных для работы, похоже на попытку сбалансировать платформу на одной точке: это можно сделать разными способами, и все они верны. Таким образом: ПОБ.

Итак, почему я отвечаю на ваш вопрос? Двойной:

(a) Я хотел бы отметить, что уровень детализации, о котором вы просите (что такое правдоподобная высота...?), — это деталь, которая без доказательств вряд ли понадобится в вашей истории. Откровенно говоря, пять слоев не определяются точными высотами (а скорее диапазоном высот) здесь, на Земле. И высота над Денвером отличается от Долины Смерти в Калифорнии и Тибетского нагорья. Я хочу сказать, нужны ли вашей истории какие-либо подробности, кроме простого использования названий атмосферной стратификации?

(b) Бритва Оккама предполагает, что при прочих равных условиях самый простой ответ обычно является правильным. Поэтому я предлагаю вам принять во внимание простую истину: эти пять слоев могут быть так же легко определены диапазонами процентной доли атмосферной высоты, как и реальной высоты. Таким образом, используя нашу единственную точку данных в качестве модели:

  • Экзосфера: от 700 до 10 000 км (от 440 до 6 200 миль) или 7%-100%
  • Термосфера: от 80 до 700 км (от 50 до 440 миль)[15] или 0,8%-7%
  • Мезосфера: от 50 до 80 км (от 31 до 50 миль) или 0,5%-0,8%
  • Стратосфера: от 12 до 50 км (от 7 до 31 мили) или 0,1%-0,5%
  • Тропосфера: от 0 до 12 км (от 0 до 7 миль)[16] или 0%-0,1%

Теперь, когда у нас есть преобразования в проценты, все, что вам нужно сделать, это взять планетарную статистику, определить максимальную высоту экзосферы вашей планеты и применить проценты. Будут ли отклонения из-за таких вещей, как плотность? Да, но я утверждаю, что для целей вашей истории любой такой анализ выходит за рамки уровня детализации, необходимого для правдоподобной истории.

Другими словами. Я не думаю, что вам нужно напрягаться с комаром.

Что означает "ПОБ"?
@MorrisTheCat В первую очередь основано на мнении. Это одна из близких причин, характерная для всех стеков.
@MorrisTheCat Прошу прощения. Я столько проработал через все это, что забыл, что не все знают аббревиатуры и аббревиатуры. Тем не менее, важно отметить, что у нас другое определение основанного на мнениях, чем у остальной части Stack Exchange, в основном потому, что никто не имеет опыта в магии. :-)
@JBH не беспокойтесь, это имело смысл, когда вы это объяснили.
Нравится прагматизм этого. Я действительно думаю, что многие люди увлекаются поиском деталей.
Как определить слои атмосферы?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v