Последствия шестичасового дня на моей планете

Предполагается, что на одной из планет, над которой я работаю, день длится около 6 земных часов, и мне интересно, какое влияние это окажет на ее поверхность и климат. Кроме того, я не знаю, имеет ли это значение, но мой мир - это планета земной группы, которая немного больше Земли с кольцами и осевым наклоном 41,3 градуса.

РЕДАКТИРОВАТЬ: 3 часа дня и ночи каждый.

Ответы (3)

Я не буду говорить о почти удвоенном наклоне (осевом наклоне), поскольку вы не спрашивали об этом конкретно, но он будет иметь огромные последствия и, вероятно, заслуживает отдельного вопроса. Если радиус изменится более чем на 500-1000 км или около того, это, вероятно, также заслуживает отдельного вопроса. Размышляя о четырехкратном увеличении угловой скорости земной планеты, я сразу же могу вспомнить несколько моментов:

Сила тяжести:

Планета будет более сплюснутой (сплющенной на полюсах и толще на экваторе). Я не думаю, что стоит рассчитывать, так как эффект настолько мал, но это приведет к немного большей гравитации на полюсах и меньшей на экваторе. Однако есть более крупный эффект, который на самом деле не является гравитационным, но относится к этому разделу. Для вращающейся планеты существует центробежная «сила», действующая наружу, которая наиболее сильна на экваторе и отсутствует на полюсах. Это сделает воспринимаемую гравитационную силу на экваторе примерно на 5% меньше, чем на полюсах, причем разница будет уменьшаться по мере продвижения к полюсам. Это было бы едва заметно для человека изо дня в день, если бы вообще было заметно, но это имело бы серьезные последствия для мирового океана. Уровень моря у полюсов понизится, а у экватора повысится. я не Не думаю, что я знаю, как сделать этот расчет прямо сейчас, и у меня нет времени, чтобы учиться, но я хотел бы услышать от кого-то, у кого есть предположения о том, какой эффект будет на экваторе с точки зрения уровня моря. Думаю, я также думаю об этом, как если бы это внезапно произошло на Земле, но если бы это была планета, которая всегда была такой, это, вероятно, не имело бы большого значения.

Космический корабль:

Высота геостационарной орбиты уменьшится более чем наполовину, с ~ 42 000 км до ~ 17 000 км (РЕДАКТИРОВАТЬ: числа, которые я привел, являются радиусом орбиты — высота уменьшится с ~ 36 000 км до ~ 11 000 км). Это будет иметь множество последствий для того, как эти спутники будут работать (близко означает более легкое изображение, но также и более узкое поле зрения). Кроме того, ракеты обычно запускаются (по крайней мере, частично) на восток и ближе к экватору, чтобы воспользоваться вращением Земли. С увеличением угловой скорости это все еще будет иметь место, но будет намного проще попасть в космос, будь то на низкой орбите, на геостационарной орбите или в межпланетном путешествии.

Кориолис:

Сила Кориолиса действует под прямым углом к ​​движению тела, не прикрепленного к поверхности (вправо в северном полушарии, влево в южном полушарии). Это не имеет большого значения для повседневной жизни, но если вы, например, пилот или член артиллерийского расчета, это очень важно. Сила Кориолиса имеет величину произведения скорости объекта и угловой скорости планеты, поэтому увеличение угловой скорости в четыре раза увеличит силу Кориолиса в четыре раза.

Сила Кориолиса более важна, чем баллистические траектории и полет с двигателем, она оказывает большое влияние на климат. В больших масштабах в океанах и атмосфере преобладают геострофические течения . Это означает, что существует баланс между градиентами давления и силой Кориолиса, поэтому ветры/течения движутся параллельно градиентам давления. Чтобы не усложнять, но суть в том, что сила Кориолиса играет огромную роль в циркуляции атмосферы и океанов, и я не могу точно сказать, как это изменится. Могу сказать, что геострофия все равно доминировала бы, и большие бури, подобные ураганам, крутились бы быстрее.

Инсоляция:

Общая инсоляция останется прежней, но с гораздо более быстрым циклом день/ночь. Таким образом, хотя климат на самом деле может не измениться радикально, могут быть некоторые значительные локальные эффекты. Я могу думать о таких вещах, как прибрежные ветры и осадки в засушливых районах.

Приливы:

У вашей планеты есть луна/луны? Есть ли у него аномально большая (по сравнению с его размером) луна, как у Земли? Если это так, приливы изменятся довольно резко. Периоды приливов на Земле — это все комбинации аспектов вращения Земли и орбит Солнца и Луны. Так что периоды приливов на вашей планете будут совсем другими. Величина приливных колебаний очень зависит от батиметрии, но я могу сказать, что любой приливный поток будет более интенсивным, чем в противном случае.

В настоящее время Луна также «крадет» некоторый угловой момент у Земли за счет приливного трения, и если угловую скорость увеличить в четыре раза, этот эффект усилится. Это все еще было бы незначительным в ходе повседневной жизни или в масштабе человеческой жизни.

Я думал об одной луне и о том, чтобы она была меньше, чтобы не путаться с кольцами.
Ах, совсем забыл, что вы сказали, что были кольца. Да, я понятия не имею, как будут взаимодействовать кольца и луна, но это было бы интересным упражнением в астродинамике. Предположительно, он мог/был бы стабилен, потому что: Сатурн.
Еще один эффект изменения геостационарной орбиты с 42 км до 17 км заключается в том, что атмосфера (если аналогичная) будет на пару порядков толще, поэтому спутники GPS могут оказаться невозможными из-за повышенного сопротивления.
@user2813274 user2813274 Это, безусловно, серьезная проблема, но новая геостационарная высота все равно будет достаточно высокой, чтобы иметь незначительный орбитальный спад из-за атмосферного сопротивления. Что касается GPS, то они сейчас работают между LEO и GEO. Орбита, на которой они находятся, - это 12-часовая орбита, специально выбранная для обеспечения наилучшего покрытия с наименьшим количеством спутников (насколько я понимаю). Даже при более быстром вращении Земли я не вижу причин, по которым высота GPS должна была бы измениться.

Более короткий день привел бы к более равномерному нагреву и, следовательно, к меньшей разнице между днем ​​и ночью. Ежедневные морские бризы, вероятно, будут намного менее заметными. Более быстрое вращение также увеличило бы силы Кориолиса, и поэтому ветры имели бы тенденцию следовать более изогнутым траекториям и закручиваться сильнее, чем на реальной Земле, но это не имело бы большого значения.

Однако то, что действительно вносит большие изменения в некоторых областях, так это наклон планеты на 41,3 градуса. Это поместит широты Лондона и Берлина к северу от Полярного круга, и даже в средних широтах будет солнечный свет большую часть дня летом и очень короткие дни зимой, что усилит сезонное чередование. Даже на экваторе появились бы времена года, тогда как на реальной Земле экваториальный климат практически бессезонный.

Резюмируя: температура дня и ночи будет отличаться меньше, чем на нашей Земле, но климат зимой и летом будет сильно отличаться. Если бы ваш год был больше нашего, было бы еще хуже.

Ожидайте почти постоянные ураганные ветры и приливные волны из-за мощного эффекта Кориолиса. Трудно представить, чтобы такая среда была хоть как-то обитаема.

«первое свидетельство жизни 3,5 миллиарда лет назад произошло, когда день длился 12 часов. Возникновение фотосинтеза 2,5 миллиарда лет назад произошло, когда день длился 18 часов. 1,7 миллиарда лет назад день длился 21 час, а появились эукариотические клетки. Многоклеточная жизнь началась, когда день длился 23 часа, 1,2 миллиарда лет назад. Первые предки человека возникли 4 миллиона лет назад, когда продолжительность дня была уже очень близка к 24 часам». http://www.iea.usp.br/en/news/when-a-day-lasted-only-four-hours

РЕДАКТИРОВАТЬ: этот эффект будет наиболее выражен в экваториальной области - в умеренном регионе все может быть не так плохо. но экваториальный регион будет постоянной запретной зоной, за исключением авиаперелетов.

Почему сила Кориолиса должна быть «огромной»? Это было бы самое большее в 4 раза больше (с дневным периодом 1/4 нашего текущего). Не очевидно, что 4*F_c станет основной движущей силой любых новых погодных условий.
Эффект Кориолиса на других планетах Земля вращается довольно медленно по сравнению с другими планетами. Медленное вращение Земли означает, что эффект Кориолиса недостаточно силен, чтобы его можно было увидеть на малых скоростях на коротких расстояниях, например, при сливе воды из ванны. Юпитер, с другой стороны, имеет самое быстрое вращение в Солнечной системе. На Юпитере эффект Кориолиса фактически превращает ветры с севера на юг в ветры с востока на запад, причем некоторые из них распространяются со скоростью более 610 километров в час (380 миль в час). nationalgeographic.org/encyclopedia/coriolis-effect