Циклы Миланковича описывают, как относительно небольшие изменения в движении Земли влияют на климат планеты. Циклы названы в честь Милутина Миланковича, сербского астрофизика, который начал исследовать причину древних ледниковых периодов Земли в начале 1900-х годов, согласно Американскому музею естественной истории (AMNH).
Земля пережила самые последние ледниковые периоды в эпоху плейстоцена, которая длилась от 2,6 млн. Лет до 11700 лет назад. В течение тысячелетий, по данным Музея палеонтологии Университета Калифорнии, даже более умеренные регионы земного шара были покрыты ледниками и ледяными щитами.
Чтобы определить, как Земля может испытывать такие огромные изменения климата с течением времени, Миланкович включил данные об изменениях положения Земли с временной шкалой ледниковых периодов во время плейстоцена. Он изучал вариации Земли за последние 600 000 лет и вычислил различные количества солнечного излучения из-за изменяющихся параметров орбиты Земли. При этом он смог связать меньшее количество солнечной радиации в высоких северных широтах с предыдущими европейскими ледниковыми периодами, согласно AMNH.
Расчеты и диаграммы Миланковича, которые были опубликованы в 1920-х годах и до сих пор используются сегодня для понимания прошлого и будущего климата, привели его к выводу, что существуют три различных позиционных цикла, каждый со своей собственной длиной цикла, которые влияют на климат на Земле: эксцентриситет орбиты Земли, осевой наклон планеты и колебание ее оси.
Эксцентричность
Земля вращается вокруг Солнца в овальной форме, называемой эллипсом, с солнцем в одной из двух фокусных точек (фокусов). Эллиптичность является мерой формы овала и определяется отношением оси полуминора (длина короткой оси эллипса) к большой полуоси (длина длинной оси эллипса), согласно Суинберну Университет. Идеальный круг, где два очага встречаются в центре, имеет эллиптичность 0 (низкий эксцентриситет), а эллипс, который сжимается почти до прямой линии, имеет эксцентриситет почти 1 (высокий эксцентриситет).
По данным Обсерватории Земли НАСА, орбита Земли незначительно меняет свой эксцентриситет в течение 100 000 лет с почти 0 до 0,07 и обратно. Когда орбита Земли имеет более высокий эксцентриситет, поверхность планеты получает на 20–30 процентов больше солнечной радиации, когда она находится в перигелии (кратчайшее расстояние между Землей и Солнцем на каждой орбите), чем когда она находится в афелии (наибольшее расстояние между Землей и Солнце на каждой орбите). Когда земная орбита имеет низкий эксцентриситет, разница в количестве солнечного излучения, получаемого между перигелием и афелием, очень мала.
Сегодня эксцентриситет земной орбиты составляет 0,017. В перигелии, который происходит 3 января или около 3 января, поверхность Земли получает на 6 процентов больше солнечной радиации, чем в афелии, которая происходит 4 июля или около нее.
Осевой наклон
Наклон оси Земли относительно плоскости ее орбиты является причиной того, что мы испытываем времена года. Небольшие изменения в наклоне изменяют количество солнечной радиации, падающей на определенные места Земли, по данным Университета Индианы в Блумингтоне. В течение приблизительно 41 000 лет наклон оси Земли, также известный как наклон, колеблется между 21,5 и 24,5 градусами.
Когда ось имеет минимальный наклон, количество солнечной радиации мало меняется между летом и зимой для большей части поверхности Земли, и, следовательно, времена года менее суровые. Это означает, что лето на полюсах холоднее, что позволяет снегу и льду сохраняться в течение всего лета и зимы, в конечном итоге превращаясь в огромные ледяные щиты.
Сегодня Земля наклонена на 23,5 градуса и постепенно уменьшается, согласно EarthSky.
Прецессия
Земля слегка колеблется, когда она вращается вокруг своей оси, подобно тому, как волчок начинает замедляться. Это колебание, известное как прецессия, в первую очередь вызвано гравитацией солнца и луны, притягивающей экваториальные выпуклости Земли. Колебание не меняет наклон земной оси, но ориентация меняется. По данным Университета штата Вашингтон, около 26 000 лет Земля колеблется по кругу.
Теперь, и в течение последних нескольких тысяч лет, ось Земли была направлена на север более или менее в направлении Поляриса, также известного как Полярная звезда. Но постепенное прецессионное колебание Земли означает, что Полярис не всегда является Полярной звездой. Около 5000 лет назад Земля была направлена больше к другой звезде, называемой Тубин. И примерно через 12 000 лет ось будет проходить немного больше вокруг своего круга прецессии и будет указывать на Вегу, которая станет следующей Полярной звездой.
Когда Земля завершает цикл прецессии, ориентация планеты изменяется относительно перигелия и афелия. Если полушарие направлено к Солнцу во время перигелия (кратчайшее расстояние между Землей и Солнцем), оно будет направлено во время афелия (наибольшее расстояние между Землей и Солнцем), и обратное верно для другого полушария. Полушарие, которое направлено к солнцу во время перигелия и далеко во время афелия, испытывает более сильные сезонные контрасты, чем другое полушарие.
В настоящее время лето южного полушария происходит около перигелия, а зима около афелия, что означает, что южное полушарие переживает больше экстремальных сезонов, чем северное полушарие.
дополнительный Ресурсы:
