Пока мы все знакомы с осью Земли, указывающей на Полярную звезду (полярная звезда) под углом 23,45 ° и тем, что Земля находится примерно в 91-94 млн. миль от Солнца, эти факты не являются абсолютными или постоянными. Взаимодействие между Землей и Солнцем, известное как изменение орбиты, меняется и меняется на протяжении 4,6 миллиардов лет истории нашей планеты.
эксцентричность
Эксцентриситет - это изменение формы земной орбиты вокруг солнце. В настоящее время орбита нашей планеты представляет собой почти идеальный круг. Разница между временем, когда мы ближе всего к солнцу (перигелий), и временем, когда мы дальше всего от солнца (афелий), составляет лишь около 3%. перигелий происходит 3 января, и в этот момент Земля находится на расстоянии 91,4 миллиона миль от Солнца. В афелии 4 июля Земля находится на расстоянии 94,5 миллионов миль от Солнца.
За 95 000-летний цикл земная орбита вокруг Солнца меняется от тонкого эллипса (овала) к кругу и обратно. Когда орбита вокруг Солнца является наиболее эллиптической, существует большая разница в расстоянии между Землей и Солнцем в перигелии и афелии. Хотя нынешняя разница в расстоянии в три миллиона миль не сильно меняет количество получаемой нами солнечной энергии, разница изменила бы количество получаемой солнечной энергии и сделала бы перигелий намного более теплым временем года, чем афелий.
косое
В 42 000-летнем цикле колебание земли и угол оси относительно плоскости вращения вокруг Солнца колеблются между 22,1 ° и 24,5 °. Меньший угол, чем наши нынешние 23,45 °, означает меньшие сезонные различия между северным и южным Полушария в то время как больший угол означает большие сезонные различия (т. е. более теплое лето и более холодная зима).
прецессия
Через 12 000 лет северное полушарие переживет лето в декабре и зиму в июне, потому что ось Земли будет указывать на звезду Вега вместо ее текущего выравнивания с Полярной звездой или Polaris. Это сезонное изменение не произойдет внезапно, но времена года будут постепенно меняться в течение тысяч лет.
Миланкович Циклы
Астроном Милютин Миланкович разработал математические формулы, на которых основаны эти орбитальные вариации. Он предположил, что, когда некоторые части циклических изменений объединяются и происходят одновременно, они ответственны за серьезные изменения климата Земли (даже ледниковые периоды). Миланкович оценил климатические колебания за последние 450 000 лет и описал холодные и теплые периоды. Хотя он делал свою работу в первой половине 20-го века, результаты Миланковича не были доказаны до 1970-х годов.
Исследование 1976 года, опубликованное в журнале Наука изучил глубоководные отложения и обнаружил, что теория Миланковича соответствовала периодам изменения климата. Действительно, ледниковые периоды происходили, когда Земля проходила через различные стадии изменения орбиты.
источники
- Хейс, Дж. Д. Имбри и Н. Дж. Шеклтон. «Вариации на орбите Земли: кардиостимулятор ледникового периода». Наука. Том 194, № 4270 (1976). 1121-1132.
- Лютгенс, Фредерик К. и Эдвард Дж. Тарбук. Атмосфера: введение в метеорологию.