Солнечная инсоляция / влияние потока на разнообразие биомов / богатство чужого мира

Вопросы

Я пытаюсь ответить на три основных вопроса:

  1. Имеет ли смысл трехосная диаграмма биомов для моего мира?
  2. Насколько продуктивным/богатым жизнью должен быть биом с определенным уровнем солнечного потока (поддержание температуры и осадков постоянными)
  3. Можем ли мы количественно или квалифицированно оценить этот уровень продуктивности/богатства жизни в биоме? (Это может быть сравнительным: «такой же продуктивный, как экваториальный тропический лес Земли, такой же продуктивный, как африканская саванна и т. д.)

Обзор

В рамках своего построения мира я разработал чужой мир. Она в основном похожа на земную (океаны, континенты, похожая атмосфера, примерно земная средняя температура), но различается по нескольким параметрам. Что-то, с чем я борюсь, - это определение того, насколько «богатым жизнью» должен быть каждый из его биомов, и как очертить эти биомы.

Под «богатой жизнью» я подразумеваю что-то вроде количества жизни, которое вы увидите в биоме. Производительность. Пропускная способность энергии. Например, на Земле тропический лес — очень «богатый» биом, а тундра — нет. Умеренный лес летом представляет собой умеренно богатый биом, а зимой — нет.

Возможно, вы знакомы с такими графами биомов, как этот:

Наземные биомы

Они хорошо работают для Земли, учитывая только две переменные: осадки и температуру. Это, конечно, обобщение, поскольку многие факторы определяют точный биом, включая высоту над уровнем моря и сезонное распределение осадков. Однако это хорошее эмпирическое правило... для Земли.

Какими бы полезными ни были диаграммы, подобные этой, для строителей мира, они сталкиваются с большими проблемами, когда имеешь дело с моим инопланетным миром. Основная проблема, которую я здесь вижу, заключается в том, что в отличие от Земли мой мир демонстрирует различные комбинации, которых не существует на Земле.

Я думаю, что диаграммы биомов, подобные той, что работает на Земле, потому что температура тесно связана с широтой и, следовательно, со средней солнечной инсоляцией (то есть с энергией солнца). Мой мир, однако, не работает таким образом. В моем мире следующие переменные можно считать полунезависимыми:

  • Температура
  • Средняя солнечная инсоляция (поток)
  • Атмосферные осадки

В отличие от Земли, у вас может быть биом одновременно теплый и влажный (например, тропический лес), НО он имеет средние уровни солнечного потока, как в Норвегии. У вас также есть биомы, которые жаркие и влажные (например, тропические леса), но получают в 2 раза больше среднего солнечного потока, чем точка на экваторе Земли.

В моем мире также есть две другие важные переменные, которые сыграют роль :

  • Полученная длина волны солнечного света: количество видимого света по сравнению с инфракрасным варьируется в зависимости от долготы и времени года (спасибо бинарной звезде!)
  • Соотношение дневного/ночного времени в течение одного полного дня: зависит от долготы (вспомните орбитальный резонанс, как ртуть)

Моя идея состоит в том, чтобы вместо этого создать трехосную диаграмму в качестве основы на основе температуры, солнечной инсоляции и осадков. Затем я учту последние две переменные позже, чтобы углубиться в детали.

Звучит как жизнеспособный подход?

Ключом к этому является выяснение того, насколько «продуктивным» и «богатым жизнью» должен быть биом, учитывая его среднее количество потоков . Мои биомы сильно различаются, при этом средний поток варьируется как по долготе, так и по широте (Земля зависит только от широты). Примером может служить экватор моего мира. Поток в 0 северной широты и 0 восточной долготы составляет около 770 Вт/м2 зимой и 890 Вт/м2 летом. При 0N и 180E это около 220 Вт/м2 зимой и 335 Вт/м2 летом.

Примечание. Средний солнечный поток для Земли в день равноденствия составляет:

  • 0Н: 430 Вт/м2

  • 40Н: 330 Вт/м2

  • 60Н: 215 Вт/м2.


Дополнительная информация

В моем мире у вас есть локации с такими комбинациями переменных:

  • Экваториальное пятно №1:

    • Теплый (лето), прохладный (зима)
    • От влажного до сухого (сезонный)
    • Низкий средний поток солнечного света (280 Вт/м2 в час)
    • Лето: больше потока (и больше % от видимых длин волн)
    • Зима: Меньший поток (и больший % от инфракрасных длин волн)
    • Долгие ночи, короткие дни
  • Экваториальное пятно №2:

    • Очень жарко (круглый год)
    • Очень мокрый
    • Очень высокий средний поток солнечного света (800 Вт/м2 в час)
    • Лето и зима: низкая сезонная изменчивость потока в %
    • Долгие дни, короткие ночи
  • Среднеширотная точка № 3:

    • Жарко (лето), прохладно (зима)
    • Сухой
    • Высокий средний поток солнечного света (400 Вт/м2 в час)
    • Сезонное изменение потока: умеренное (между №1 и №2)
    • Равномерно разделенная продолжительность дня/ночи

Примечание. Полный сезонный цикл (весна, лето, осень, зима) длится почти земное десятилетие.

Привет, н_бандит. Я собираюсь порекомендовать вам заменить тег «землеподобный» на « проверка реальности», а тег « окружающая среда» — на «процесс построения мира» . Я думаю, что это предотвратит закрытие Q как в первую очередь основанного на мнении, и в то же время даст вам анализ, который вы ищете.
Я думаю, что диаграмма, на которую вы ссылаетесь, использует температуру в качестве показателя комбинированного воздействия инсоляции, высоты и геологических влияний. данные инсоляции в температуре. Например, Денвер, Колорадо, и Анкара, Турция, находятся на одной широте, но Анкара имеет более низкие высокие средние значения и более высокие низкие температуры и, как правило, более умеренный климат. Из-за этой идеи я думаю, что ваша 3-осевая модель должна использовать параметры, которые не зависят друг от друга, чтобы быть общим решением дизайна биома.
@JBH Я сделал те изменения тегов, как вы предложили.
@EDL Три моих перечисленных параметра для моей планеты квазинезависимы. Или, скорее, во многих биомах они гораздо менее коррелированы, чем на Земле. Как я упоминал в своем посте, вы можете найти место в моем мире со средней инсоляцией, похожей на Норвегию или Исландию, но с субтропическими температурами. Такой комбинации не существовало на Земле с меловых времен. Другая комбинация — вдвое больший солнечный поток, чем земные тропики, с высокой температурой/влагой. Таким образом, средний поток сильно зависит от средней температуры. Таким образом, нет никаких сохранившихся земных биомов, которые я мог бы сравнить.
Простите меня, если я неправильно понял, но не будет ли температура грубо коррелировать с солнечной инсоляцией?
@SealBoi Зависит от того, что вы подразумеваете под «примерно». Но на мой взгляд... не обязательно. Большое значение имеет перенос тепла воздухом и водой. Как и облачный покров. Я просмотрел симуляции температуры экзопланеты, и температура воздуха может НАМНОГО отличаться от той, на которую указывает солнечная инсоляция. Например, на планете, заблокированной приливом 1:1, подсолнечная точка может быть значительно холоднее в моделях из-за количества облаков, образующихся под этой точкой. Для одной и той же планеты постоянная темнота будет НАМНОГО теплее, чем вы думаете, в зависимости от толщины атмосферы.

Ответы (2)

На Земле солнечное излучение сильно коррелирует с температурой, потому что мы получаем большую часть нашей энергии от солнца. Для того, чтобы разделить их и иметь смысл, вы должны иметь значительный ввод энергии из какого-то другого источника, который не является солнцем и также неравномерно распределен по поверхности. Самым простым, я думаю, будет геотермальный. Что-то в структуре земной коры заставляет лаву находиться намного ближе к поверхности в одних областях, чем в других, нагревая всю область снизу вверх. Отличие от Земли будет заключаться в том, что области больше (соответствующие большим биомам) и более стабильные (создающие меньше вулканов).

Самый большой эффект солнечного излучения будет заключаться в предоставлении энергии для фотосинтеза. Чем больше солнца, тем больше сырых растений вы сможете вырастить. Поскольку эта растительная энергия прямо или косвенно питает большую часть пищевой цепи, это самый простой способ создать более динамичную экосистему.

Наиболее интересны случаи, когда температура и уровень солнечного света различаются.

Во-первых, районы с высокой температурой, но мало солнечного света. Я думаю, это приведет к смеси тундры и лугов. Растительность в основном состоит из лишайников, мхов и мелких кустарников, которым не хватает света. Животные немногочисленны, в основном мелкие и подвижные, не нуждающиеся в теплоизоляционном меху.

Во-вторых, холодно, но много солнечного света. Поскольку температура будет ограничивающим фактором для роста растений, мы увидим что-то вроде густого кустарника с восковыми листьями или вечнозеленых лесов. Похожи на наши холодолюбивые растения, но растут быстрее, менее деревянные и более зеленые. Животные должны были быть крупнее и выносливее, чтобы помогать в борьбе с холодом и поедать большую часть растений. С большими, но многочисленными травоядными хищники были бы такими же большими и сильными.

На Земле мы придумываем названия биомов, чтобы различать места, в которых есть существенные различия. При одной и той же температуре у вас может быть пустыня, джунгли или прерия в зависимости от осадков и местных организмов; так что в вашем мире у вас будет просто больше именованных биомов, таких как солнечные джунгли, джунгли и темные джунгли, но пустыня может просто считаться пустыней, поскольку количество света не изменит биом во многом подобно тому, как мы называем тундра тундра независимо от осадков. Короче говоря, трехмерная карта биомов может помочь вам выяснить, где вам нужно назвать новые биомы, но существа в этом мире будут думать об этом так, что биом — это просто место, которое отличается от других мест со свойствами XYZ. ; поэтому полная трехмерная диаграмма не нужна.

Следует помнить, что любой график биомов Земли, на который вы смотрите, подобный тому, который вы приложили, берет только 2 фактора этих биомов и сравнивает их. Но у этих биомов есть множество сопоставимых факторов: осадки, широта, температура, биоразнообразие, биомасса, богатство почвы, влажность, средняя скорость ветра, соотношение тигра и слона и т. д., и т. д., и т. д. изолировать переменные для сравнения, а не наносить на карту все, что делает биом биомом.