Как мы знаем, Земля имеет наклон оси и почти круговую орбиту. Что, если бы существовала обитаемая планета почти без осевого наклона? Очевидно, что не будет сезонов, вызванных наклоном, вместо этого сезоны будут распространяться на всю планету и будут вызваны более эксцентричной орбитой (e = ~ 0,06), когда летом планета находится ближе к своей родительской звезде, а зимой - дальше. Как это повлияло бы на климат планеты, в остальном похожей на Землю, если бы среднее расстояние от родительской звезды (похожей на Солнце) составляло около 1 а.е.?
Отредактировано для ясности
Здесь я сосредоточусь на планетарных температурах. Имейте в виду, что это упрощенный подход; изменение одной переменной часто влияет на другие, когда речь идет о климате.
Падающая солнечная радиация (в основном, любой солнечный свет, который фактически падает на планету) пропорциональна обратному квадрату расстояния: уменьшение радиуса орбиты вдвое приведет к увеличению радиации в четыре раза. Это обуславливает довольно значительные различия между афелием (самой удаленной точкой орбиты от Солнца) и перигелием (ближайшей точкой). В идеале фактические орбитальные данные дадут наибольшую точность, но определение пропорций и использование Земли в качестве точки сравнения вполне подходят для этой цели.
Чтобы проверить излучение в афелии и перигелии, вам нужны пропорции по сравнению с нормальными (среднее излучение на протяжении орбиты, которое здесь предполагается равным Земле). Соответствующее отношение примерно такое: (D+f)^2 / (Df)^2, где e=f/D; D — большая полуось орбиты (самая длинная ось между противоположными точками эллипса или просто радиус, если это круг). Поскольку мы просто пытаемся найти пропорции, D можно принять просто =1, что означает f=e, что облегчает нашу жизнь. В вашем примере вы получаете ~ 1,12 / 0,88, или ~ 1,27, или на 27% больше излучения в перигелии по сравнению с афелием.
Планетарная температура масштабируется с ^4 приходящей радиации: есть и другие факторы , такие как альбедо, эффекты парниковых газов и так далее, но радиация — это показатель, который мы на самом деле изменяем, так что сейчас это важно. Извлечение четвертого корня возвращает нас к ~1,06 от этой цифры 1,27, но эти температуры рассчитываются в Кельвинах, а не в Цельсиях. Примените это увеличение к Земле, и средняя планетарная температура поднимется с ~288К до ~305К, или с 15С до 32С, что очевидно катастрофически: небольшое изменение эксцентриситета имеет огромные последствия. Конечно, это если низшая точка (афелий) равнялась среднему земному случаю; выбор правильных цифр в расчетах имеет жизненно важное значение.
Если вы вернетесь к случаю перигелия, 4rt(1,12) составит ~1,03, что дает более разумное увеличение до 296К. Для афелии 4rt(0,88) соответствует ~0,97, чтобы упасть до 279К в другом крайнем случае. Таким образом, в течение года вы имеете дело с колебаниями планетарной температуры примерно на 17°C, с 6°C до 23°C, в то время как Земля остается с относительно стабильным 15°C круглый год из-за своей почти круговой орбиты. Это могучие качели; если год на вашей планете слишком длинный, это определенно может вызвать большие проблемы, но это может представлять большой интерес для любой истории, которую вы рассказываете. Имейте в виду, что это средние температуры по всей планете, а не для какого-то конкретного региона: очевидно, будут горячие точки, ледяные шапки и все такое прочее.
воздействия: незначительный осевой наклон означает, что у вас не будет настоящих сезонов, но эксцентрическая орбита эффективно создаст четкие «жаркие» и «холодные» сезоны. Что касается воздействия на климат? Ожидайте, что большинство ваших климатов будут умеренными или особенно континентальными, так как это климат, который имеет дело с большими колебаниями температуры. Для истинно тропических условий у вас почти ничего не будет, так как «холодный» сезон почти везде опустится ниже 18 градусов по Цельсию при ваших нынешних параметрах, а снег выпадет в гораздо более низких широтах, чем мы ожидаем на Земле. Я также предсказываю, что таяние (и замерзание) ледников будет происходить гораздо сильнее, поэтому реки, питаемые им, скорее всего, будут быстрыми и мощными потоками по сравнению с тем, что мы видим на Земле. Тем не менее, вы находитесь в пределах обитаемости в большинстве регионов, хотя пустыни в "
Предостережение : на практике, конечно, такие изменения могут быть несколько приглушены путем настройки других параметров, таких как альбедо или содержание атмосферы и т. д., поэтому этот результат не обязательно является окончательным. Вычисление температуры поверхности может оказаться запутанным занятием, если вы отойдете от земных значений по умолчанию, но это можно сделать. Вы можете правдоподобно предположить, что, скажем, в атмосфере есть немного больше (или меньше) определенных элементов, чтобы изменить парниковый эффект по мере необходимости без значительного искажения вашего мира, насколько кто-либо может сказать.
Пригодная для жизни планета с небольшим наклоном оси, такая как Венера, будет иметь одинаковую температуру и солнечный свет круглый год в данном климате и месте. Например, в Лондоне, вероятно, будет прохладный и облачный климат с относительно слабым солнечным светом (из-за наклона солнечного света в высоких широтах) в течение всего года, что также означает, что на планете с небольшим осевым наклоном также не будет времен года.
Паларран
Бу Рэдли