如果地球自轉倒轉,會對氣候和世界格局以及天體運動等造成什麼影響?
那麼中國盛行的季風氣候和雨熱同期大打折扣,中國的農業就養不活那麼多人,會不會因為糧食危機引發戰爭和混亂?
然後溫暖北歐的大西洋暖流也會大打折扣,從而凍死許多英國、挪威、瑞典、芬蘭人。但是相反的方向會出現太平洋暖流,溫暖俄羅斯的遠東地區,俄羅斯或成最大贏家?
至於天體運動我想對月球最明顯,地球反轉會減速月球,從而降低月地距離,若干億年後,月球會撞上地球嗎?還是會因為小於地球的洛希極限而被潮汐力撕碎?
根據 @鄧博磊 同學的答案,我確實是被打臉了。現在刪去常識性錯誤的能量計算和臆想內容。
如果有錯誤,希望大家繼續指出。
為了不讓地球遭到瞬間毀滅性的打擊,假設地球在兩個月內完成反轉,第一個月緩慢停下來,第二個月開始像相反方向自轉。
之所以這樣假設,是因為突然停止然後反轉的後果太過嚴重,所有的地面人群都會被慣性像這樣甩飛出去:
圖片來自https://www.youtube.com/watch?v=K0-GxoJ_Pcg
圖片來自https://www.youtube.com/watch?v=K0-GxoJ_Pcg
當然,不用擔心,你不會飛出地球,因為你的速度遠小於11.2km/s。
下面開始:
因為地球不再自轉,在赤道上你也不需要小部分引力來維持向心力,你的體重「數據」上會增加0.3%:
圖片來自https://www.youtube.com/watch?v=K0-GxoJ_Pcg
如果你是在高空飛行,那麼由於在大氣層中的減速相對比較緩慢,飛機和空間站上的人們會比較安全一些:
這個月內的事還沒完,海洋也會維持原來的動量,60到70米高的海嘯在1分鐘內便會席捲沿海城市:
圖片來自https://www.youtube.com/watch?v=qr_aEHXfC70
圖片來自tsunami - 必應 images
陣風的最大強度會達到與原子彈引爆相當的衝擊強度,肆虐地表:
圖片來自hurricane damage
甚至能引起全球範圍的風暴:
圖片來自global storm
而由此帶來的摩擦力,有可能會引起大量的火災,無與倫比的侵蝕:
圖片來自global fire - 必應 images
圖片來自https://www.youtube.com/watch?v=K0-GxoJ_Pcg
由於自轉產生的離心力,地球在赤道處會出現一個67km的突起,叫做赤道膨脹(Equatorial bulge):
圖片來自https://www.youtube.com/watch?v=qr_aEHXfC70
由於自轉的速度在一個月內減小,赤道膨脹會逐漸消失,取而代之的是大洋向兩極流動:
圖片來自https://www.youtube.com/watch?v=nH3bmG-KjvU
大陸板塊可能會集中起來,最後會變成這樣:
圖片來自https://www.youtube.com/watch?v=qr_aEHXfC70
地球的磁場會保護我們不受太陽風(Solar wind)的輻射危害:
圖片來自Solar wind
但是因為自轉的暫時性消失,地球的磁場也會隨之消失,這是最為致命的,因為太陽風產生的電離輻射直接打在地表上:
圖片來自radiation damage to earth
在躲過了噩夢般的第一個月後,地球開始了反向自轉,雖然我不知道是否有人能活到那時候。
首先出現的是磁極倒轉:
圖片摘自Geomagnetic reversal
假說是,磁極倒轉最可怕的不是發生在倒轉後,而是發生在轉化過程,因為這樣的一個過程會出現磁場的減弱,被困在范艾倫輻射帶內的高能粒子(Van Allen radiation belt)會被直接釋放:
圖片來自Van Allen radiation belt
同時,磁極倒轉還會蹂躪電網系統,造成電力癱瘓:
圖片來自https://www.youtube.com/watch?v=Ou1BiorYRNU
盛行風對於地球生態系統及其重要:
圖片來自Prevailing winds
然而隨著自轉的反向,風向系統也會倒轉,降雨分布也會出現很大的變化,我們熟知的氣候也會出現劇烈的變化:
圖片來自https://pic1.zhimg.com/0a81111e8ebea22cfcb5c3e405f35bdc_b.png
下面僅僅是推測,不要當真:
在蒙大拿:
紐約:
印度孟買:
參考資料:
https://www.youtube.com/watch?v=OWXoRSIxyIU
https://www.youtube.com/watch?v=MEX2J_sAdGs
https://www.youtube.com/watch?v=qr_aEHXfC70
https://www.youtube.com/watch?v=H8rWf1DklhM
https://www.youtube.com/watch?v=nH3bmG-KjvU
Rainfall Patterns
Geomagnetic reversal
Prevailing winds
https://www.quora.com/If-the-earth-reversed-its-rotation-over-60-days-What-would-it-be-like-living-through-that-event
我不是來答題的,我是來反對高票答案的。
首先答主給出了這樣一條假設
「為了不讓地球遭到瞬間毀滅性的打擊,假設地球在兩個月內完成反轉,第一個月緩慢停下來,第二個月開始像相反方向自轉。」
因為在文章開頭,那麼我們認為這是在題主問題上附加在全文的假設。好,現在我們來看答主犯了哪些錯誤:
(1)「那麼首先,我們來關注一下動能的變化,套用公式:」
看到這裡我就蒙逼了,老師沒教過你怎麼算動能么?
維基百科是這麼說的:旋轉動能或角動能是物體旋轉的動能,是物體總動能的一部份。固定參考繫於物體的質心,則旋轉動能與物體的轉動慣量之關係是
對於球體來說,
哎,一看就知道絕逼要出問題,差了2.5倍。那我們來算一到底動能是多少,誒?等等,好心的維基百科自己送上了答案:
地球的自轉周期大約是23.93小時。它的角速度是7.29×10-5rad·s-1。假設地球形狀是完美的球形,它的質量密度非常的均勻。那麼,它的轉動慣量是 = 9.72×1037kg·m2。因此,它擁有旋轉動能2.58×1029焦耳。(維基百科:https://zh.wikipedia.org/wiki/旋轉動能)
這裡根據 @紅岸1979的建議,因為地球不是均勻體,轉動慣量會更小。這裡有篇小文章從月球遠離地球所需角動量的角度進行了對地球角動量的計算:
地球轉動慣量的計算----中科院科學智慧火花
結果大概是8.06×1037kg·m2到8.31×1037kg·m2的樣子,與原來結果相差15%-20%左右。
(2)「把地球等效於大鐵球的話,用鐵的熱容(0.46J/(g·K))計算,考慮傳熱的大量耗散(損失80%)的話,地表的溫度會增加48.05攝氏度」
地球大部分質量應該是地幔吧,我沒記錯的地幔比熱容應該是(1J/(g·K))。按答主的演算法「考慮傳熱的大量耗散(損失80%)」的話,結果是多少呢?不到9攝氏度。
其實在這裡我對兩件事情比較疑惑,一個是為什麼耗散80%,散到哪裡去呢?另一個是憑什麼假設溫度平均分布於整個地球球體,地球本身不就是一個不等溫體么?
我們看地核質量佔地球總質量30%,平均溫度4000-6000度。地殼佔地球總質量0.2%,溫度也就400K不得了了。在有新能量注入的時候能量的分配應該服從之前的能量分布規律吧,聰明的你一定知道留在地表的能量還剩多少了。所以什麼海嘯啊,水災啊估計都不會有。至於什麼熱脈衝什麼的我也不懂我也不會亂講。
其實換個角度想想從地球正轉到反轉能量其實並沒有變化,按這個邏輯地球當然也不會被吸收什麼能量,總不能指望地球把動能再吐出來吧(熱力學第二定律)。
(3)如果前面還算正經扯淡的話,下面這句話簡直不能忍:
「同時,因為存在慣性,你會繼續沿著你緯度的線速度向東飛去」
「當然,你不會飛出地球,因為你的速度遠小於11.2km/s,但是一個月左右的飛行也確實蠻爽的「
飛一個月,嗯,牛頓要氣死啦!答主你想啥呢。一個月按30天算,平均加速度0.179mm/s2。是毫米哦。另外,就算地球立即停止轉動,人也不會飛起來,理由很簡單:自轉速度小於第一宇宙速度7.9km/s,以此初速度的繞地心運動半徑小於地球半徑。還「同學你的電話」。。。
後面什麼磁極啊,海嘯啊什麼的還有點道理,季風什麼的我也不是很懂不妄加評論了。
另外這裡有一部紀錄片很有意思,講的是如果地球停止自轉是什麼樣的情況:https://www.youtube.com/watch?v=nH3bmG-KjvU
雖然和題目不是一模一樣的。。
突然倒轉的動量確實太大,無論怎麼假設都是災難一場。
所以還是假設一開始就變成自東向西轉好了,從北極方向看,從目前的逆時針變成順時針。
先說氣候,行星風和洋流總體上會逆轉。西風帶變成東風帶,北太平洋的逆時針洋流變成順時針,北大西洋暖流不再從墨西哥灣流向歐洲而是從幾內亞流向格陵蘭。歐洲會變成目前東西伯利亞/外興安嶺一帶的嚴寒氣候,而相對的,黑龍江流域會變成歐洲風格的溫帶海洋氣候!
比較複雜的是傳統的黃河長江流域。首先從日本南下的是寒流,會造成降雨下降。但是西風帶變成東風帶,又會造成常年從海上帶來水汽,再加上歐亞大陸的海陸溫差所形成的巨大季風氣候,加在一起實在很難預測。
個人不靠譜的推斷是,北方會形成冬季極強勁的暴雪,而夏季一樣炎熱不過比目前要更濕潤一些。南方就慘一點,夏季會高溫少雨,變成類似加州和墨西哥似的氣候。
全球範圍來說的話,北美東部完蛋了(加拿大雄起),歐洲完蛋了,反倒是非洲西部會從目前的大沙漠變得適宜居住。兩河流域不好估計。東亞的話,日本完蛋了會變得更乾燥一些。我朝北方不再是草原民族,因為高降水線北移,農耕文化會從華北一直延伸到貝加爾湖。
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