Климат, если бы Земля имела большой наклон оси (45 или 90 градусов)

Здесь легче рассчитать 90 градусов, поэтому я собираюсь поговорить об этом, поскольку у нас есть яркий пример, существующий в нашей нынешней Солнечной системе (планета Уран).

При осевом наклоне в 90 градусов магнитный и вращательный северный и южный полюса будут находиться на «экваторе» планеты. Это означает, что планета будет вращаться вокруг оси «Z», и, таким образом, диапазон климата будет очень сильно уменьшен до того, что мы наблюдаем здесь, на Земле.

У нас не было бы таких понятий, как времена года, так как в течение 6 месяцев в году мы были бы в темноте, без солнечного света и низких температурах (-40 градусов по Цельсию или ниже), а затем в течение следующих 6 месяцев мы d купаться на солнце 24 часа в сутки, повышая температуру до экстремально высокой температуры (50°C или выше), такие температуры почти фатальны для нас, людей, и, вполне возможно, для большинства других животных, за исключением экстремофилов.

(ТОЛЬКО пример)

Однако есть область полутени, полоса между стороной, обращенной к солнцу, и стороной, противоположной солнцу, которая потенциально может быть пригодна для жизни. Мы бы видели там постоянные сумерки, никогда не бывает ни днем, ни ночью, и по мере того, как планета движется по своей орбите, эта область будет менять положение.

Такая природа движущейся обитаемой территории, вероятно, означает, что очень немногие растения смогут выжить в течение длительного времени, либо замерзнув до смерти, либо кипя. (за исключением самых выносливых растений, таких как кактусы)

Тот факт, что наклон будет составлять 90 градусов, также означает, что вдоль продольных линий не будет изменений в количестве «дневного времени» в течение года, которое вы получите по мере приближения к географическому северу.

РЕДАКТИРОВАТЬ: Если кто-то еще хочет сделать 45 градусов, они более чем приветствуются.

Думая о 90-градусном случае, @Raisus сфотографировал. Самое подходящее место для жизни, как указал @Raisus, было бы на новом экваторе. Там во время весеннего и осеннего равноденствий суточный цикл солнечного света был бы в основном таким же, как на нынешнем земном экваторе. В то время как солнечный свет будет исходить от низших ангелов при движении к зимнему и летнему солнцестоянию, а затем в середине лета, наконец, некоторое время в режиме сумерек. Так что @Raisus ошибается, нигде не будет вечных сумерек.

Хуже условия жизни возникают при движении от экватора к любому из полюсов везде, но вблизи экватора полгода будет темнота, а солнце другое.

Как прокомментировал @ddriver, климатические условия будут полностью отличаться от нынешних земных. Наибольший зональный температурный градиент определенно был бы на экваторе (у нынешней Земли он есть в обоих полушариях в средних широтах) и сильнее, чем где бы то ни было на современной Земле. Это создаст сильный потенциал для того, чтобы теплый воздух дул в холодные районы, а холодный – в теплые. Сильный потенциал может привести к тому, что, вероятно, очень большие области высокого и низкого давления будут более эффективно транспортировать и выравнивать тепло между горячими и холодными сторонами земли. Бурная земля там, где она пригодна для жизни.¨

Я также не согласен с кактусами, они в современной земле переносят большие суточные перепады температуры, тогда как вечнозеленые деревья лучше переносят годовые перепады. Таким образом, вечнозеленые растения, вероятно, будут преобладать в районах, удаленных от экватора, но не слишком близко к полюсам.

Было проведено несколько исследований климата планет с большим наклоном. См. здесь: http://adsabs.harvard.edu/abs/2003IJAsB...2....1W и здесь: http://arxiv.org/abs/0807.4180

Главный результат заключается в том, что сезонные вариации намного выше на планетах с большим наклоном. Это не слишком удивительно, поскольку наклон является основным фактором смены времен года на Земле.

Орбитальный эксцентриситет также может управлять сезонами, особенно в сочетании с наклоном. Например, вот одна простая климатическая модель планеты на эксцентрической орбите с большим наклоном, так что она оттаивает только один раз в год на южном полюсе (Подробности здесь: https://planetplanet.net/2014/10/06/ реальные-научно-фантастические-миры-1-эксцентричная-Земля/ ).

Наконец, стоит отметить, что наклон планеты может колебаться во времени (и ее орбитальный эксцентриситет тоже). Это окажет сильное влияние на модулирование климата (возможно, в экстремальных формах). Смотрите здесь: https://planetplanet.net/2014/10/08/real-life-sci-fi-worlds-3-the-oscillating-earth/

Только что появилась статья на эту тему: Множественные климатические состояния обитаемых экзопланет: роль наклонения и излучения.

Они описывают новый тип климата, так называемую криопланету без крышки, которая возможна только при больших углах наклона. У такой планеты есть морской лед вокруг экватора и постоянно открытый океан в более высоких широтах.

На следующем рисунке показаны температура, функция массового потока, зональный ветер и меридиональный перенос энергии для планеты с наклоном 90 градусов южным летом. В зависимости от начального состояния планеты существует либо состояние Uncapped Cryoplanet, либо состояние Aquaplanet (подробнее см. статью).