A A A A Автор Тема: arxiv.org:1908.05909 Моделирование климата планет у внутренней границы ОЗ  (Прочитано 1982 раз)

0 Пользователей и 1 Гость просматривают эту тему.

Оффлайн vika vorobyevaАвтор темы

  • ASTRONOMY.RU
  • *****
  • Сообщений: 8 436
  • Благодарностей: 519
    • Сообщения от vika vorobyeva
    • Записки Вики Воробьевой
Сегодня в Архиве вышла новая статья японских товарищей (ведущий автор Таканори Кодама) про моделирование климата планет земного типа у внутреннего края обитаемой зоны:
https://arxiv.org/ftp/arxiv/papers/1908/1908.05909.pdf

Как было известно из предыдущего моделирования, при плавном увеличении инсоляции климат планеты земного типа сначала реагирует слабо, но при достижении определенного порога происходит срыв во влажную духовку и резкий рост температур из-за катастрофического парникового эффекта. Освещенность, при которой происходит срыв, зависит от количества воды на планете, и от планетной топографии (наличия или отсутствия связного мирового океана, и т.д.). Кодама сотоварищи рассмотрели 5 моделей: две идеализированных, с 6 водными бассейнами, равномерно распределенными по долготе (вариант а) и собранными в одной области (вариант б), и 3 "реальных" на основе топографии Земли, Венеры и Марса. Глубина бассейнов составила 100 метров. Атмосфера считалась чисто азотной с давлением у поверхности 1 бар, без углекислого газа, период вращения – 1 сут., орбита круговая, орбитальный период 1 год, наклонение оси вращения – 0° для устранения сезонных эффектов.
Как и раньше, в результате моделирования оказалось, что "срыв" климата влажных и сухих планет происходит при разной инсоляции, но теперь границы стали более жесткими.

Итак, хуже всего на увеличение инсоляции реагирует "водная" планета. В случае, когда 6 водных бассейнов равномерно распределены по широте, срыв климата происходит между 1.29 S0 и 1.30 S0, где S0 – современная инсоляция Земли. Выглядит это так: если при 1.29 S0 средняя температура бессрочно держится немного ниже 320К, при 1.30 S0 через 50 месяцев от начала расчетов температура достигает 340К, а еще через 50 месяцев превышает 400К.
Если водные бассейны собраны в "мокрое пятно" протяженностью ~30° по долготе, срыв происходит между 1.42 S0 и 1.43 S0. В первом случае средняя температура неопределенного долго держится у 325К, во втором – через 150 месяцев от начала счета она уходит за 460К.
Режим "водной" планеты начинает переходить в режим "сухой" при доле суши в 70% (и выше). До доли суши меньше ~63% планета ведет себя как "водная", далее величина инсоляции, необходимой для климатического срыва, растет примерно линейно и достигает 1.55 S0 для сухой планеты (у которой доля участков, покрытых водой, менее 10% общей площади).
По объему воды переход между "сухой" и "водной" планетой примерно соответствовал 1% объема земных океанов.

Понятно, что все это идеализация, но она задает неплохие ориентиры.

я не заметила момента
когда мой замок из песка
стал превращаться в криворожский
железорудный комбинат

Оффлайн Dayan

  • *****
  • Сообщений: 5 046
  • Благодарностей: 246
    • Сообщения от Dayan
Спасибо! Очень интересно. Значит венеризация Земли не начнётся через 1 миллиард лет как "принято" считать (на самом деле в профессиональной среде это не принято, но такая точка зрения распространена у обывателей и любителей астрономии благодаря СМИ и Википедии ;D), поскольку Солнце увеличит свою светимость на 30-40% лишь через 3-4 млрд лет.

Оффлайн Dayan

  • *****
  • Сообщений: 5 046
  • Благодарностей: 246
    • Сообщения от Dayan
на самом деле в профессиональной среде это не принято
Выходило много статей на эту тему, и споры о внутренней границе зоны обитаемости идут уже не один десяток лет. По некоторым данным даже сама Венера могла свалиться в парилку меньше 1 млрд лет назад, когда инсоляция на планете лишь немного уступала современной (но процентов на 70 превышала нынешнюю земную).
« Последнее редактирование: 19 Авг 2019 [23:11:00] от Dayan »

Оффлайн vika vorobyevaАвтор темы

  • ASTRONOMY.RU
  • *****
  • Сообщений: 8 436
  • Благодарностей: 519
    • Сообщения от vika vorobyeva
    • Записки Вики Воробьевой
Значит венеризация Земли не начнётся через 1 миллиард лет как "принято" считать

Строго говоря, вопрос открыт. Кодама сотоварищи не учитывали углекислый газ, а он может вносить существенный вклад. Поэтому реальные значения инсоляции, при которых происходит срыв, должны быть меньше. Насколько? Пока не знаем :)
Хорошо бы им все пересчитать, добавив 0.04% углекислого газа (и еще один вариант с 1% CO2 для верности). Но понятно, что это означает существенное усложнение модели.
я не заметила момента
когда мой замок из песка
стал превращаться в криворожский
железорудный комбинат

Оффлайн Dayan

  • *****
  • Сообщений: 5 046
  • Благодарностей: 246
    • Сообщения от Dayan
Понятно. Не посмотрел оригинальную статью. Но во всех статьях вечно чего-нибудь не учитывается. В результате их решения даже не совместимы друг с другом. :) Я даже думаю, что не обязательно реальная инсоляция, при которой происходит срыв должна быть меньше, т.к., например, в этой статье помимо углекислого газа не учитывается ещё много других самых разнообазных факторов. Ну например замедление вращения Земли за миллиарды лет должно быть уже заметным, ослабление магнитного поля планеты, изменение плотности атмосферы, орбиты и др. Какие-то вообще непонятно как учитывать – вроде эволюции биосферы, возможного влияния разума. :)
Но интересно было бы посмотреть на аналоги Земли и Венеры в других системах.
« Последнее редактирование: 20 Авг 2019 [14:47:45] от Dayan »

Оффлайн Dem

  • *****
  • Сообщений: 5 820
  • Благодарностей: 128
  • Звёзды зовут...
    • Сообщения от Dem
У углекислого газа есть такой недостаток что он может исчезать и появляться внезапно.
Всего лишь вулканическое извержение сквозь известняки - и мы уже по другую сторону порога.

Оффлайн Dayan

  • *****
  • Сообщений: 5 046
  • Благодарностей: 246
    • Сообщения от Dayan
Для этого планета должна находиться почти на самом пороге (для Земли, вероятно, через 3-4 млрд лет). Чтобы пересечь порог, полагаю, нужно много углекислого газа, сравнимого по количеству с тем, что есть в атмосфере до выброса (вряд ли даже супервулкан способен "достать" из какого-нибудь известняка достаточное количество углекислого газа). И ему ещё надо продержаться в атмосфере несколько лет. Кстати, геологическая активность планет со временем снижается, и на Земле через сколько-то млрд лет она будет совсем не такой, как сейчас или тем более в прошлом.
« Последнее редактирование: 26 Авг 2019 [09:15:32] от Dayan »

Оффлайн ЕАМ.

  • *****
  • Сообщений: 564
  • Благодарностей: 22
    • Сообщения от ЕАМ.
    • Астрономия для любителей
во всех статьях вечно чего-нибудь не учитывается. В результате их решения даже не совместимы друг с другом
Проблема, однако.
Тем не менее, "венеризация" Земле не грозит. Во всяком случае, пока по ней чтой-то не шарахнет так, что даже самое вращение вокруг оси остановит (более чем).
...что касается остального, то миф об относительном характере одновременности должен быть разрушен.