Milankovitch ciklu pārskats: Zemes un Saules mijiedarbība

Kamēr mēs visi esam pazīstami ar zemes asi, kas vērsta uz Ziemeļzvaigzni (Polaris) 23,45 ° leņķī un tā, ka zeme atrodas aptuveni 91-94 miljonu jūdžu attālumā no saules, šie fakti nav absolūti vai nemainīgi. Zemes un saules mijiedarbība, kas pazīstama kā orbitālas variācijas, mainās un ir mainījusies visā mūsu planētas 4,6 miljardu gadu vēsturē.

Ekscentriskums ir apkārtējās zemes orbītas formas izmaiņas saule. Pašlaik mūsu planētas orbīta ir gandrīz ideāls aplis. Starp attālumu starp laiku, kad mēs esam vistuvāk saulei (periēls), un laiku, kad mēs esam vistālāk no saules (aphelion), ir tikai aptuveni 3%. Periēlijs notiek 3. janvārī, un tajā brīdī zeme atrodas 91,4 miljonu jūdžu attālumā no saules. Aphelionā, 4. jūlijā, zeme atrodas 94,5 miljonu jūdžu attālumā no saules.

95 000 gadu cikla laikā zemes orbīta ap sauli mainās no plānas elipse (ovālas) uz apli un atkal atpakaļ. Kad orbīta ap sauli ir viscaur eliptiska, attāluma starp zemi un sauli lielākās atšķirības ir perihēlijā un afēlijā. Lai arī pašreizējā trīs miljonu jūdžu attāluma atšķirība nemaina saņemto saules enerģijas daudzumu, jo lielāka atšķirība mainītu saņemtās saules enerģijas daudzumu un padarītu perihēliju daudz siltāku gada laiku nekā afēlijs.

42 000 gadu ciklā zeme vīst un ass leņķis attiecībā pret apgrieziena plakni ap sauli svārstās starp 22,1 ° un 24,5 °. Mazāks leņķis nekā mūsu pašreizējais 23.45 ° nozīmē mazāk sezonālo atšķirību starp ziemeļu un dienvidu daļu Puslodes savukārt lielāks leņķis nozīmē lielākas sezonālās atšķirības (t.i., siltāka vasara un vēsāka ziema).

12 000 gadu laikā ziemeļu puslodē būs vasara decembrī un ziemā jūnijā, jo Zemes ass būs vērsta uz zvaigzni Vega, nevis tās pašreizējo līdzinājumu ar Ziemeļzvaigzni vai Polaris. Šī sezonas maiņa nenotiks pēkšņi, bet gadalaiki pakāpeniski mainīsies tūkstošiem gadu.

Astronoms Milutins Milankovičs izstrādāja matemātiskās formulas, uz kurām balstās šīs orbītas variācijas. Viņš izvirzīja hipotēzi, ka tad, ja dažas ciklisko variāciju daļas tiek apvienotas un notiek vienlaikus, tās ir atbildīgas par lielām zemes klimata izmaiņām (pat ledus laikmeti). Milankovičs novērtēja klimatiskās svārstības pēdējos 450 000 gados un aprakstīja aukstos un siltos periodus. Lai arī viņš savu darbu paveica 20. gadsimta pirmajā pusē, Milankoviča rezultāti nebija pierādīti līdz 70. gadiem.

1976. gada pētījums, publicēts žurnālā Zinātne izpētīja dziļūdens nogulumu dzīslas un secināja, ka Milankoviča teorija atbilst klimata pārmaiņu periodiem. Patiešām, ledus laikmets bija noticis, kad zeme piedzīvoja dažādus orbītas variācijas posmus.

Avoti

• Hejs, Dž. Dž. Imbrijs un N. Dž. Šakletons. "Zemes orbītas variācijas: ledus laikmeta stimulators." Zinātne. 194. sējums, numurs 4270 (1976). 1121-1132.
• Lutgens, Frederiks K. un Edvards Dž. Tarbuck. Atmosfēra: ievads meteoroloģijā.