L'eccentricità orbitale della Terra è sufficiente a causare anche stagioni minori, senza inclinazione assiale?


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Stavo leggendo le risposte a questa domanda su un esopianeta che ha stagioni senza inclinazione assiale, e diversi rispondenti menzionano che l'eccentricità orbitale potrebbe causare un effetto simile, ma che l'orbita dovrebbe essere "molto eccentrica", al contrario di quella terrestre, che è "molto vicino alla circolare."

Se la Terra non avesse alcuna inclinazione assiale, la sua eccentricità sarebbe abbastanza elevata da avere un effetto percepibile per gli abitanti? Anche se non causasse importanti sbalzi di temperatura, sarebbe sufficiente che le persone pre-scientifiche seguissero il passare degli anni?


Di seguito è riportato un bel video su come gli esopianeti potrebbero avere stagioni come Il Trono di Spade. Naturalmente Game of Thrones ha stagioni caotiche. Ma il video implica che le stagioni possono provenire dall'inclinazione assiale, dall'eccentricità, come richiesto dalla domanda, o dalla variabilità dell'output di luminanza della stella. Quali sarebbero le stagioni attorno a una variabile Cefeide? m.youtube.com/watch?v=JKrn4P4c5ps
Mark S

Risposte:


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Molto raffreddare domanda. Voglio entrare un po 'di dettagli qui perché altrimenti ci sarebbe una risposta di un paragrafo, e non penso che la taglierebbe. Quindi ecco qui.

I pianeti nei sistemi solari hanno orbite con eccentricità piuttosto basse (vedi questo per maggiori valori di eccentricità). All'estremità superiore è Mercurio, con un'eccentricità di 0,2056. All'estremità inferiore si trova Venere, a 0,00677. La Terra è in mezzo ma moderatamente bassa, a 0,0167. La distanza tra il perielio e l'afelio è di 5 milioni di chilometri, in un'orbita con un raggio medio di circa 150 milioni di chilometri. Si noti, tuttavia, che le eccentricità cambiano sempre.

Avremmo certamente "stagioni" se non ci fosse inclinazione assiale, ma molto probabilmente non sarebbero drammatiche. Come dice Wikipedia

A causa dell'aumentata distanza dell'afelio, solo il 93,55% della radiazione solare proveniente dal sole cade su una determinata area di terra, come accade nel perielio.

Ma in questa pagina, dice

L'eccentricità orbitale può influenzare le temperature, ma sulla Terra questo effetto è piccolo ed è più che contrastato da altri fattori; la ricerca mostra che la Terra nel suo insieme è in realtà leggermente più calda quando più lontano dal sole. Questo perché l'emisfero settentrionale ha più terra del sud e la terra si riscalda più facilmente del mare.

Quindi più terra significa che il pianeta può assorbire meglio il calore, il che contrasta il cambiamento di distanza.

Ma penso che sia piuttosto noioso. No? Quindi calcoliamo come dovrebbe essere l'orbita eccentrica della Terra per avere stagioni senza inclinazione assiale. Dal grafico qui possiamo vedere che la temperatura emisferica media più alta è di 22 gradi Celsius, mentre quella più bassa è di 8 gradi Celsius.

inserisci qui la descrizione dell'immagine

E gli altri pianeti?

C'è una tendenza al ribasso costante mentre ci allontaniamo ulteriormente dal Sole (Venere è un'eccezione a causa del suo effetto serra in fuga). Per la Terra, la temperatura media della superficie è di 287 K (15 gradi C). Quindi il nostro massimo sarebbe 295 K e il nostro minimo sarebbe circa 281 K (Kelvin = Celsius + 273). Confrontalo con gli altri pianeti.

Ho fatto un grafico, che purtroppo non posso incollare qui, che mostra che per avere una temperatura superficiale di 295 K, il pianeta dovrebbe essere - beh, non molto più vicino di noi. Relativamente, cioè. Circa 0,975 UA dalla stella. Per avere una temperatura superficiale di 281 K, dovrebbe essere a 1,05 UA dalla stella. Ciò trascura, a proposito, i diversi livelli di assorbimento terra / mare.

Quindi, in realtà, se l'orbita terrestre avesse un'eccentricità di circa 0,35, potrebbe avere alcune stagioni moderate.

Spero che questo possa essere d'aiuto.

Nota: ho usato questo calcolatore di eccentricità per motivi di accuratezza e tempo. Sarei comunque obbligato se qualcuno potesse controllare i miei calcoli complessivi per questa risposta.


Risposta fantastica! Grande equilibrio di fatti ed estrapolazione. Esattamente quello che stavo cercando!
Nerrolken,

@Nerrolken sono contento!
HDE 226868

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Ho aggiunto il grafico. Spero non ti dispiaccia. Vale la pena sottolineare che l'emisfero australe varia di soli 4 gradi C rispetto ai 14 gradi del Nord. Gran parte della terra vicino all'equatore terrestre non vive stagioni e gli oceani tendono ad essere tamponi poiché l'acqua può circolare. 14 gradi per eccentricità sarebbero variazioni stagionali maggiori rispetto a gran parte della Terra attualmente sperimentata. Le oscillazioni stagionali dell'equatore sarebbero più grandi, ma si avvicinano ai sondaggi, un po 'più piccole. Secondo il grafico, la variazione media della temperatura stagionale dell'intera terra è di circa 9 gradi.
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