Ячейки конвекции в атмосфере планеты размером с Юпитер

Фон

Место действия для рассказа, который я создаю, — планета земного типа вблизи поверхности Юпитера, существующая во вселенной, где сила гравитации значительно слабее, чем в нашей собственной, так что планета с площадью поверхности примерно такой же, как у Юпитера, будет иметь сила тяжести на поверхности 1G. У этой планеты 24-часовые сутки, наклон оси 23 градуса и атмосфера, аналогичная земной. Планета во всех отношениях является аналогом Земли. Разница только в масштабе. Или это?

Сколько ячеек

Я понимаю, что количество конвекционных ячеек в атмосфере определяется скоростью вращения планеты, и я понимаю, что это как-то связано с эффектом Кориолиса, но я слишком не ученый, знаю гораздо больше. чем это. Чем быстрее вращается планета, тем сильнее будут искривляться траектории относительно поверхности планеты. Если планета больше Земли, но имеет такую ​​же скорость вращения, ее поверхность движется быстрее, чем на тех же широтах на Земле. Мой вопрос заключается в том, мешают ли эти факторы применению ветровой системы Земли в этом мире.

Как это определить

Я ищу способ окончательно определить, сколько конвекционных ячеек ожидать в мире с заданной площадью поверхности и скоростью вращения, если таковая имеется. Я не понимаю, почему разница в гравитационной постоянной может иметь какое-то существенное влияние, но я определенно не ученый, изучающий подобные вещи. В основном мне нужен способ узнать, на каких широтах начинается и заканчивается каждая зона. Этот сеттинг задуман как достаточно реалистичный фэнтезийный мир, просто чтобы он был безупречным с научной точки зрения с точки зрения аудитории обществ, эквивалентных возрасту парусного спорта.

Это все, что у меня есть. Ветер ведет вас, попутчики.

Вы пытались оценить экваториальную выпуклость этой планеты? Возможно ли, что 24-часовой день — это слишком быстрое вращение?
@fraxinus Я использовал этот онлайн-калькулятор, Artificial -гравити. сила тяжести в этом месте может быть заметно меньше (0,96G вместо 1G). Тангенциальная скорость на экваторе действительно выглядит немного высокой, 18 301 км/ч по сравнению с 1689 км на Земле, и это может вызвать там сильные ветры, но это прекрасно подходит для обстановки, поскольку земли к югу от экватора неизвестны и не исследованы.

Ответы (1)

Я думаю, что на этот вопрос сложно ответить, но звучит как интересная предпосылка построения мира. Кажется, идет немало споров о деталях того, как работает атмосфера Юпитера.

Люди смогли провести лабораторные эксперименты в лабораторных масштабах, вращая формы в воде и получая полосатость и другие особенности. Что касается вычислений, то я просмотрел статью «Режимы зонального течения во вращающихся неупругих сферических оболочках: приложение к планетам-гигантам» Гастина и др. который занимается численным моделированием. Таким образом, исходя из механики жидкости и физики, в конечном итоге вы, вероятно, могли бы попытаться придумать некоторое количество полос в качестве ответа.

Проблема, с которой столкнулись ученые, пытаясь смоделировать Юпитер, по-видимому, связана с пониманием того, что движет конвективным потоком атмосферы, поверхностным или глубоким, и какой тип теплопередачи управляет этим потоком. Таким образом, в моделировании они, кажется, делят проблемы на две категории. Или, по их словам, «влияние стратификации плотности на переход между режимами зонального течения с преобладанием вращения и преобладанием плавучести».

С вашей легкой гравитацией, возможно, у вас было бы меньше сил плавучести и, следовательно, больше преобладало бы вращение? Это может привести к тому, что больше групп улетит на восток или запад, что может быть удобно с точки зрения повествования. Но я не уверен в "высоте" атмосферы в вашем случае. С меньшей гравитацией кажется, что это может быть проблемой. Кроме того, в целом с такой большой площадью поверхности кажется, что вам, возможно, придется быть осторожным с соотношением воды и земли, которое может влиять на погоду. Я подозреваю, что турбулентность может быть большой проблемой.

Я предполагаю, что вы могли бы иметь вертикальное расслоение в атмосфере и для ваших целей путешествия, которые также могли бы помочь разделить на регионы. Это может быть удобно.

Google, например, изучал стратостаты и контролировал их навигацию, контролируя высоту полета шара, поскольку ветры на больших высотах могут менять свое направление на разных высотах.