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地球一面如果永远对着太阳会怎样

月球自转的周期恰好等于绕地球公转的周期(27.32 天),因此在地球上,我们总是只能看到月球的同一面(注:更确切地说,在地球上不同时刻、不同地点看到的月面范围略有不同,综合这些不同时刻,总共有 59%的月面可以在地球上看到),这种现象就被称为潮汐锁定(tidal locking)。

  即使是像月球这样的岩石星球,也毕竟不是绝对刚体,在地球的引力作用下会发生潮汐隆起(tidal bulges),只要月球的自转周期不等于公转周期,隆起的部分就会受到引力的拖曳,这个拖曳的扭矩日积月累,终的效果就是让自转和公转同步。

  地球一面如果永远对着太阳会怎样

  月球从上面的绿色位置开始顺时针公转,如果自转的角速度大于公转的角速度,隆起的部分会受到拖曳,最终使自转和公转达成同步。

  潮汐锁定是小天体环绕大天体时普遍会发生的现象,如果两个天体的质量相差的不大时,各自都会被对方潮汐锁定,例如冥王星与冥卫一(卡戎)。但对于地球来说,一直到45亿年后,太阳开始演化为红巨星之前,地球的自转周期都还不会减缓到一个月的长度。只有当太阳变成红巨星,体积显著增加后,地球和火星才会被太阳潮汐锁定,据估算这种情况要到75亿年后才能发生。

  不过,假如地球现在就被太阳潮汐锁定了,又会发生些什么呢?

  一面朝向太阳的地球

  还别说,这样的问题真有人研究过。研究大气与气候动力学的蒂莫西·莫利斯(Timothy Merlis)在一篇论文中模拟了类地行星被潮汐锁定后的大气动力学情况,并且还用模拟结果制作了动画。研究者们使用了一种叫做大气环流模式(general circulation model,GCM)的数学模型模拟了地球自转减慢为一地球年后的气候变化情况,包括温度、降水,以及纬向的风等。太阳直射点固定在西经88°,模拟的时间长度为50年。

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