Milankovitch Cycles Översikt: Earth-Sun Interaction

Medan vi alla är bekanta med jordens axel som pekar mot Nordstjärnan (Polaris) i en vinkel på 23,45 ° och att jorden är ungefär 91-94 miljoner miles från solen, dessa fakta är inte absoluta eller konstanta. Interaktionen mellan jorden och solen, känd som orbitalvariation, förändras och har förändrats under vår 4,6 miljarder åriga historia på vår planet.

Excentricitet är förändringen i formen av jordens bana runt solen. För närvarande är vår planet omloppsbana nästan en perfekt cirkel. Det är bara cirka 3% skillnad i avståndet mellan tiden när vi är närmast solen (perihelion) och tiden då vi är längst från solen (aphelion). Perihelium inträffar den 3 januari och vid den tidpunkten är jorden 91,4 miljoner miles från solen. Vid aphelion, den 4 juli, ligger jorden 94,5 miljoner miles från solen.

Under en cykel på 95 000 år förändras jordens omloppsbana runt solen från en tunn ellips (oval) till en cirkel och tillbaka igen. När banan runt solen är mest elliptisk finns det en större skillnad i avståndet mellan jorden och solen vid perihelion och aphelion. Även om den nuvarande skillnaden i avstånd på tre miljoner mil inte förändrar mängden solenergi som vi får mycket, en större skillnad skulle modifiera den mottagna solenergin och skulle göra perihelion en mycket varmare tid på året än aphelium.

På en 42 000 års cykel vinglar jorden och axelns vinkel, med avseende på revolutionens plan runt solen, varierar mellan 22,1 ° och 24,5 °. Mindre vinkel än vår nuvarande 23.45 ° betyder mindre säsongsskillnader mellan norra och södra Hemispheres medan en större vinkel betyder större säsongsskillnader (dvs en varmare sommar och kallare vinter).

12 000 år från och med nu kommer den norra halvklotet att uppleva sommaren i december och vintern i juni eftersom jordens axel kommer att peka på stjärnan Vega istället för dess nuvarande anpassning till Nordstjärnan eller Polaris. Denna säsongsförändring sker inte plötsligt men säsongerna kommer gradvis att växla över tusentals år.

Astronom Milutin Milankovitch utvecklade de matematiska formler som dessa orbitalvariationer bygger på. Han ansåg att när vissa delar av cykliska variationer kombineras och inträffar samtidigt, är de ansvariga för stora förändringar i jordens klimat (till och med istid). Milankovitch uppskattade klimatförändringar under de senaste 450 000 åren och beskrev kalla och varma perioder. Även om han gjorde sitt arbete under första hälften av 1900-talet, visades Milankovichs resultat inte förrän på 1970-talet.

En studie från 1976, publicerad i tidskriften Vetenskap undersökte djuphavsedimentkärnor och fann att Milankovitchs teori motsvarade perioder med klimatförändringar. Istället hade istiden uppstått när jorden gick igenom olika stadier av omloppsvariation.

källor

• Hays, J.D. John Imbrie och N.J. Shackleton. "Variationer i jordens omloppsbana: Pacemaker av isåldern." Vetenskap. Volym 194, nummer 4270 (1976). 1121-1132.
• Lutgens, Frederick K. och Edward J. Tarbuck. Atmosfären: En introduktion till meteorologi.