Циклите на Миланкович описват как относително леки промени в движението на Земята влияят на климата на планетата. Циклите са наречени на името на Милутин Миланович, сръбски астрофизик, който започна да изследва причината за древните ледникови епохи на Земята в началото на 20-ти век.
Земята преживя последните си ледникови епохи по време на плейстоценската епоха, която започва преди 2,6 милиона години до преди 11 700 години.
В продължение на хиляди години по едно и също време дори по-умерените райони на земното кълбо са били покрити с ледници и ледени покривки.
За да определи как Земята може да преживее такива огромни промени в климата, Миланкович съпоставя данни за вариациите на позицията на Земята с хронологията на ледниковите периоди по време на плейстоцена. Той изучава тези вариации за последните 600 000 години и изчислява различното количество слънчева радиация, дължащо се на променящите се орбитални параметри на Земята. По този начин той успява да свърже по-малките количества слънчева светлина и топлина във високите северни ширини с предишните европейски ледникови периоди.
Миланкович твърди, че поради намаляването на слънчевата радиация през лятото, снегът от предходната година няма да се стопи. Това усилва албедото, отразявайки слънчевите лъчи в космоса, което води до по-нататъшно охлаждане, създавайки положителна обратна връзка.
Изчисленията и графиките на Миланкович, публикувани през 20-те години на миналия век, все още се използват днес, за да изучи миналия и прогнозира бъдещия климат, го накараха да заключи, че има три различни позиционни цикъла, всеки със своя дължина на цикъла, които влияят на климата на Земята: ексцентричност на земната орбита, аксиалния наклон на планетата и колебанието на оста ѝ.
Ексцентричност
Земята обикаля около Слънцето по елиптична орбита около Слънцето като то се намира в една от двете фокусни точки. Елиптичността е мярка за формата на овала и се определя от съотношението на малката полуос (дължината на късата ос на елипсата) към голяма полуос (дължината на дългата ос на елипсата). Перфектният кръг, при който двата фокуса се събират в центъра, има елиптичност 0 (нисък ексцентриситет), а елипсата, която е смачкана почти до права линия, има ексцентричност от почти 1 (висок ексцентриситет).
Земната орбита леко променя своя ексцентричност в продължение на 100 000 години от близо 0 до 0,07 и обратно, обяснява Земната обсерватория (Earth Observatory) на НАСА. Когато орбитата на Земята има по-висока ексцентричност, повърхността на планетата получава 20 до 30 процента повече слънчева радиация, когато е в перихелия (най-късото разстояние между Земята и Слънцето за всяка орбита), отколкото когато е в афелия (най-далечното разстояние между Земята и Слънцето за всяка орбита). Когато орбитата на Земята има ниска ексцентричност, има много малка разлика в количеството слънчева радиация, което се получава между перихелия и афелия.
Днес ексцентричността на земната орбита е 0.017. В перихелия, който се случва на или около 3 януари всяка година, земната повърхност получава около 6% повече слънчева радиация, отколкото на афелия, което се случва на или около 4 юли.
Аксиален наклон
Наклонът на земната ос спрямо равнината на орбитата на нашата планета е причината да имаме сезони. Леките промени в наклона променят количеството на слънчевата радиация, попадащи на определени места на Земята. На всеки приблизително 41 000 години наклонът на земната ос варира между 21,5 и 24,5 градуса.
Леките промени в аксиалния наклон на Земята променят количеството на слънчевата радиация, попадащи на определени места на Земята.
Кредит: НАСА
Когато оста е с минимален наклон, количеството на слънчевата радиация не се променя много между лятото и зимата за голяма част от земната повърхност и следователно сезоните са по-меки. Това означава, че лятото на полюсите е по-хладно, което позволява на снега и леда да се запазят през лятото и през зимата, като в крайна сметка се натрупват в огромни ледени покривки.
Днес Земята е наклонена с 23,5 градуса и бавно намалява, според EarthSky.
Прецесия
Земята се клатушка леко, докато се върти около оста си, подобно на пумпал, чието въртене започва да се забавя. Това колебание, известно като прецесия, се дължи главно на гравитацията на Слънцето и Луната, която издува Земята в екваториалните ѝ ширини. Въртенето не променя наклона на земната ос, но ориентацията се променя. За около 26 000 години оста на Земята описва пълен кръг.
Сега и за последните няколко хиляди години земната ос е насочена на север повече или по-малко към Полярната звезда. Но постепенното прецесивно колебание на Земята означава, че Полярната звезда не винаги ще сочи точно север. Преди около 5000 години оста на Земята е била насочена повече към друга звезда, наречена Тубин. А след около 12 000 години оста ще е изминала малко повече около по своя кръг на прецесия и ще сочи към Вега, която ще стане следващата Северна звезда.
Докато Земята се върти около оста си, тя леко се колебае, подобно на пумпал, чието въртене започва да се забавя. Това колебание се нарича прецесия и влияе върху сезонните минимуми и максимуми. Кредит: НАСА
Когато Земята завърши прецесионен цикъл, ориентацията на планетата се променя по отношение на перихелия и афелия. Ако полукълбото е насочено към Слънцето по време на перихелия (най-късото разстояние между Земята и Слънцето), то ще бъде насочено навън по време на афелия (най-голямото разстояние между Земята и Слънцето), а обратното за другото полукълбо. Полусферата, насочена към Слънцето по време на перихелия и далеч по време на афелия, изпитва по-екстремни сезонни контрасти от другото полукълбо.
Понастоящем в Южното полукълбо лятото се случва близо до перихелия и зимата близо до афелия, което означава, че Южното полукълбо преживява по-екстремни сезони от Северното полукълбо.
Кредит: Universe Today
Въз основа на анализа си Миланкович заключава, че земната орбита се променя в три цикъла с различна дължина. Формата на земната орбита около Слънцето се променя от по-малко към повече елиптична и обратно на всеки около 96 000 години. Земната ос на въртене е наклонена спрямо слънчевата равнина и този наклон се променя от 21,5 ° на 24,5 ° и обратно за около 41 000 години. И накрая, земната ос на въртене описва пълен кръг (прецесия) с период от 23 000 години.
Предизвикателството за Миланкович бе да разбере кога трите цикъла съвпадат и как работят заедно, за да повлияят на количеството слънчева радиация, получена на Земята. Въз основа на своите изчисления, Миланкович създава теория, че тези цикли причиняват колебания от повече от двадесет процента от количеството слънчева светлина, достигащо до северните ширини. В отчета си от 1941 г. „Canon of Insolation and the Ice Age Problem“, той предполага, че това е причината за нарастването и отслабването на големите континентални ледникови покривки.
Техническият напредък даде възможност на геолозите да проучат дълбоководните седиментни ядра, които съдържат климатични данни от милиони години. Тези данни за климата показват забележително периодични вариации, които корелират с графиките, които сега са известни като цикли на Миланкович.
Цикличността е само катализатор за растежа и намаляването на ледените щитове по време на ледниковите периоди. Други фактори също трябва да влияят на климата, но учените все още не знаят как
Астрономическите фактори сами по себе си не могат да причинят големите промени, които Земята преживява.
Охлаждането и затоплянето през ледниковите и междуледниковите периоди обаче са далеч по-големи от очакваните от малките промени в слънчевата енергия, достигаща до Земята. Температурните промени някак си се усилват. Това най-вероятно се случва чрез нарастването на ледените покривки, които отразяват повече слънчевата радиация обратно в космоса, отколкото тъмната земя или океан, и прехвърлянето на въглероден диоксид между атмосферата и океана.
Анализът на ледниковите ядра от Гренландия и Антарктика показва много силна корелация между нивата на CO2 в атмосферата и температурите. Но какво причинява това? Климатичните скептици посочват, че първо се променят температурите и предполагат, че затоплянето води до повишаване на нивата на CO2 в атмосферата, а не обратно. Това, което се случва, е много по-сложно взаимодействие.
Съществува ясна връзка между формата на земната орбита и естественото изменение на климата. Но сегашната тенденция на затопляне на Земята се случва по време на относително хладна орбитална фаза.
Човешката дейност, приета от по-голямата част от учените като основна причина за настоящите промени в климата, е достатъчно мащабна, за да противодейства на хладната орбитална фаза, което показва дълбокия ефект, който имаме върху климата.
Източници:
Milutin Milankovitch: Seeking the Cause of the Ice Ages, American Museum of Natural History
What Are the Milankovitch Cycles? , Rachel Ross, livescience
Climate myths: Global warming is down to the Sun, not humans, New Scientist
Understanding Milankovitch cycles, Jack Wilkin
Коментари
Моля, регистрирайте се от TУК!
Ако вече имате регистрация, натиснете ТУК!
Няма коментари към тази новина !
Последни коментари