Czy ekscentryczność orbity Ziemi jest wystarczająca, aby powodować nawet niewielkie pory roku, bez osiowego przechyłu?

Czytałem odpowiedzi na to pytanie dotyczące egzoplanety o okresach bez przechyłu osiowego, a kilku respondentów wspomniało, że mimośrodowość orbity może wywołać podobny efekt, ale że orbita musiałaby być „bardzo ekscentryczna”, w przeciwieństwie do Ziemi, która jest „bardzo blisko koła”.

Gdyby Ziemia w ogóle nie miała nachylenia osiowego, czy jej mimośrodowość byłaby na tyle wysoka, aby wywrzeć jakikolwiek widoczny wpływ na mieszkańców? Nawet jeśli nie spowodowałoby to znacznych zmian temperatury, czy ludzie przednaukowi mogliby śledzić upływ lat?

Bardzo fajne pytanie. Chciałbym się tutaj zająć trochę szczegółami, ponieważ w przeciwnym razie byłaby odpowiedź w jednym akapicie, i nie sądzę, że to by ją uciszyło. No i proszę.

Planety w układach słonecznych mają orbity o dość niskich mimośrodach (zobacz to, aby uzyskać więcej wartości mimośrodowych). W górnej części znajduje się Merkury, którego ekscentryczność wynosi 0,2056. Na dolnym końcu znajduje się Wenus, na 0,00677. Ziemia jest pomiędzy, ale umiarkowanie nisko, na poziomie 0,0167. Odległość między peryhelem a aphelium wynosi 5 milionów kilometrów - na orbicie o średnim promieniu około 150 milionów kilometrów. Zauważ jednak, że ekscentryczność zawsze się zmienia.

Z pewnością mielibyśmy „pory roku”, gdyby nie było odchylenia osiowego, ale najprawdopodobniej nie byłyby one dramatyczne. Jak mówi Wikipedia

Z powodu zwiększonej odległości w aphelium tylko 93,55% promieniowania słonecznego ze Słońca pada na dany obszar lądu, podobnie jak na peryhelium.

Ale na tej stronie jest napisane

Mimośrodowość orbitalna może wpływać na temperatury, ale na Ziemi efekt ten jest niewielki i jest więcej niż przeciwdziałany przez inne czynniki; badania pokazują, że Ziemia jako całość jest nieco cieplejsza, gdy znajduje się dalej od Słońca. Wynika to z faktu, że na półkuli północnej jest więcej ziemi niż na południu, a ziemia ociepla się łatwiej niż morze.

Więcej ziemi oznacza więc, że planeta lepiej absorbuje ciepło, co przeciwdziała zmianie odległości.

Ale myślę, że to dość nudne. Nie ty Obliczmy więc, jak musiała być ekscentryczna orbita Ziemi, aby miała sezony bez osiowego przechyłu. Z wykresu tutaj możemy zobaczyć, że najwyższa średnia temperatura półkuli wynosi 22 stopnie Celsjusza, a najniższa to 8 stopni Celsjusza.

Co z innymi planetami?

W miarę oddalania się od Słońca utrzymuje się stały trend spadkowy (Wenus jest wyjątkiem ze względu na niekontrolowany efekt cieplarniany). Dla Ziemi średnia temperatura powierzchni wynosi 287 K (15 stopni C). Zatem nasze maksimum wyniesie 295 K, a nasze minimum wyniesie około 281 K (Kelvin = Celsjusz + 273). Porównaj to z innymi planetami.

Zrobiłem wykres, którego niestety nie mogę tutaj wkleić, który pokazuje, że aby temperatura powierzchni wynosiła 295 K, planeta musiałaby być - no cóż, niewiele bliżej niż my. To znaczy względnie. Około 0,975 AU od gwiazdy. Aby temperatura powierzchni wynosiła 281 K, musiałaby wynosić 1,05 AU od gwiazdy. Nawiasem mówiąc, pomija to różne poziomy absorpcji lądu / morza.

Tak więc, jeśli orbita Ziemi miałaby mimośrodowość około 0,35, mogłaby mieć jakieś umiarkowane pory roku.

Mam nadzieję, że to pomoże.

Uwaga: Użyłem tego kalkulatora ekscentryczności ze względu na dokładność i czas. Byłbym nadal zobowiązany, gdyby ktokolwiek mógł sprawdzić moje ogólne obliczenia tej odpowiedzi.