地球永远一面对着太阳会怎样

1、地球永远一面对着太阳会怎样？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1 )，这种现象就被称为潮汐锁定(tidallocking )。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，最 终的效果就是让自转和公转同步。月球从上面的绿色位置开始顺时针公转，如果自

2、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。图片来源：维基百科潮汐锁定是小天体环绕大天体时普遍会发生的现象4 ，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 5 。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 6 。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

3、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 7 ，并且还用模拟结果制作了动画8 。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。太阳直射点固定在赤道上西经88的地方（厄瓜多尔海岸附近），模拟的时间长度为50 年 。下面，就让我们来看看模拟的结果：首先是温度情况。 50 年过后，向阳面最高温度为40 ，背阳面最低温度为 -40 ，由于大气层的作用，温度差异还不至于像月球表面那

4、么大。 尽管在模拟的 50 年间，海水都没有大面积结冰，但莫利斯认为在更长 的时间尺度上，海面终将结冰，但那需要整个水层的温度都冷却到冰点 以下（注：地球两极的表面之所以能结冰是因为它们目前经历的是净降 水，雨水的冰点比盐水高。而潮汐锁定后的夜半球经历的是净蒸发，海 水的趋势是越变越咸，所以要让它结冰只能等整体的温度降到冰点以 下） 。地球被潮汐 锁定 50 年 后的表 面温度模 拟图地球的晨昏线周围看起来温度依然适宜，我们搬到那里去住就行？不， 你高兴得太早了 晨昏线上的情况并没有那么美好。大量降水集中在向阳面，在日半球远 离直射点的地方（如加拿大）持续着干燥和闷热，而离直射点更远的晨 昏线附近则经历着持续的净蒸发（水分蒸发量大于降水量）。最终，这 些看上去温度适宜的地区将会变成沙漠。水分蒸发情况模拟图那我们去向阳面，到太阳直射的地区去获取用不完的太阳能？很遗憾， 你还是高兴得太早了 由于地球君卓越的负反馈机制，被太阳直射的地区会形成浓厚的云，将阳光直接反射回太空，同时持续的降水导致太阳能无法利用。降水模拟图 。50 年间， 降水集 中在太阳直射点 ，夜半 球几乎没 有降水不仅如此，从风力的分布情况来看，太阳直射点附近还要面临风速高达35 米 /秒的强风。这样的日子可不太好过。风速模拟图。左侧图表示纬向的风速，右侧表示经向的风速。此外，由于地球的自