米兰科维奇旋回
的米兰科维奇旋回是地球-太阳轨道几何形状的反复变化。它们共同解释了地球接收到的太阳辐射的数量和强度的偏差。这些周期是以塞尔维亚天体物理学家的名字命名的Milutin米兰柯维奇(1879-1958),他发展了这些轨道扰动所依据的现代数学理论和公式。的中心主张米兰柯维奇理论是地球与太阳的轨道关系不是停滞的,而是动态的,有三个循环模式,当它们精确地结合在一起时,可能会显著改变地球的日照,导致重大的全球气候变化。raybet雷竞技最新虽然米兰科维奇理论在20世纪30年代首次提出,但直到20世纪70年代,第一个支持的科学证据才出现,当时CLIMAP项目的研究人员将海洋沉积物芯数据中发现的变化时间与米兰科维奇循环的相关轨道移动联系起来。
构成米兰科维奇周期的三个天文属性是:地球绕太阳轨道的偏心率或形状;倾斜:倾斜或倾斜地球的轴从垂直平面到地球轨道;以及地球自转轴相对太阳的进动或方向。这三个周期以数千年为周期,以不同的速率逐渐波动。这些振荡可以共同作用来控制季节的强度和时间,包括成为冰川退缩和前进频率的强迫机制。
离心率是地球绕太阳轨道形状的变化,从一个更圆(低离心率)的轨道波动到一个更椭圆形(高离心率)的轨道。这个周期有几个时间周期,取决于地球与其他行星体(如木星)的引力并放在一起,其中最突出的周期约为10万年。目前,地球的轨道是在低偏心率阶段,表示轨道接近圆形,且距离最长的点(远日点)和最短(近日点)地日距离。因为近日点发生在七月三日(南半球夏季),这一距离差意味着南半球接收到的太阳辐射比北半球多约7%。在最大偏心率下,远日点和近日点之间的距离差约为10%,而两个半球之间的太阳辐射差超过25%。
倾角是向内的偏差倾斜偏离轨道平面的地轴。目前地球转轴的倾斜度为23.5度在41000年的周期内变化在22.1到24.5度之间。由于上一次倾角峰值发生在大约1万年前,目前的周期几乎处于其范围的中点。
而极限的轴向倾斜周期看起来相对较小,对季节的影响可以是相当大的,减少(夸大)季节差异与减少(增加)斜度,特别是对于中高纬度地区。在倾斜较少的时期,温带冬季和夏季的严重程度降低,导致冬季温和,夏季凉爽。这种季节性对比的减少可能会通过减少夏季融化的量和增加高纬度冬季降雪的积累来促进冰盖的增长,因为较高的冬季温度增加了空气的水分容量。目前地球倾角的减小扩大了温带纬度,缩小了热带和极地地区,有效地以每世纪约一英里(超过一公里)的速度改变了热带地区和极地圈的位置。
旋进是地球转轴方向的变化,影响季节的时间和强度。通常被比作旋转陀螺的上卷地球在地轴上摆动它在围绕太阳的轨道上略微向前移动。在它平均26000年的周期中,地球的旋转轴发生枢轴转动,使得天极发生了移动,将目前的北极星变成了其他恒星,比如公元14000年的织女星。
由于这种摆动的结果,夏至和冬至蒸发的轨道位置周期性地反转;比如织女星是北极星的情况。公元14000年,远日点(近日点)将与北半球的冬(夏)至相吻合,导致北半球冬冷夏暖,而南半球的季节温度对比较弱。岁差是唯一的轨道参数,在几百年的时间尺度上是明显的,影响季节的时间,平均每世纪1-2天。对于北半球来说,在过去的一个世纪里,岁差的变化推迟了冬季的到来,延长了夏季的时间。
参见:CLIMAP项目;米兰柯维奇Milutin;轨道参数偏心;轨道参数,倾角。
参考书目。E. Aguado和J.E. Burt,理解天气和气候(Prentice Hall, 2006);raybet雷竞技最新C.D. Ahrens,《今日气象学》(Thomson Brooks/Cole, 2007);E.A.布莱恩特,《气候过raybet雷竞技最新程与变化》(剑桥大学出版社,2004年)。
吉尔S.M.科尔曼鲍尔州立大学
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