Циклы Миланковича

Циклы Миланковича - это небольшие, медленные, но регулярные изменения орбиты Земли вокруг Солнца и наклона земной оси.

Динамика сложна. Изменения влияют на "инсоляцию" (солнечный свет, падающий на отдельные участки Земли). Это приводит к климатическим циклам на Земле, примерно через 21 000, 41 000, 100 000 и 400 000 лет. Вся эта область до сих пор активно исследуется.

Используя прикладную математику, Миланкович предсказал, что вариации эксцентриситета, осевого наклона и прецессии земной орбиты вызывают климатические изменения на Земле.

Подобные астрономические теории были выдвинуты в 19 веке Джозефом Адемаром, Джеймсом Кроллом и другими. Однако поначалу не было надежных датированных доказательств. Вопрос не был решен до тех пор, пока не были взяты глубоководные океанические керны и в 1976 году в журнале Science не была опубликована статья.

Прецессионное движение.Zoom
Прецессионное движение.

22,1-24,5° диапазон наклона Земли.Zoom
22,1-24,5° диапазон наклона Земли.

Планеты, вращающиеся вокруг Солнца, движутся по эллиптическим (овальным) орбитам, которые постепенно вращаются с течением времени (апсидальная прецессия). Эксцентриситет этого эллипса преувеличен для наглядности.Zoom
Планеты, вращающиеся вокруг Солнца, движутся по эллиптическим (овальным) орбитам, которые постепенно вращаются с течением времени (апсидальная прецессия). Эксцентриситет этого эллипса преувеличен для наглядности.

Природа отложений может меняться циклически, и эти циклы могут быть отображены в осадочных породах. Здесь циклы можно увидеть в цвете различных пластовZoom
Природа отложений может меняться циклически, и эти циклы могут быть отображены в осадочных породах. Здесь циклы можно увидеть в цвете различных пластов

Циклы

Форма орбиты (эксцентриситет)

Орбита Земли представляет собой эллипс. Эксцентриситет - это мера отклонения этого эллипса от круга. Форма орбиты Земли меняется во времени между почти круговой и слабоэллиптической.

Осевой наклон (косоугольность)

Угол осевого наклона Земли изменяется по отношению к плоскости эклиптики, поскольку возмущения от других планет смещают орбиту Земли.

Когда наклонность увеличивается, лето в обоих полушариях получает больше тепла и света от Солнца, а зима - меньше. И наоборот, когда наклонность уменьшается, лето получает меньше солнечного света, а зима - больше. Эти медленные колебания наклона на 2,4° примерно периодичны. Они занимают около 41 000 лет, чтобы сменить угол наклона с 22,1° на 24,5° и обратно.

Осевая прецессия

Прецессия - это колебание земной оси. Это гироскопическое движение обусловлено приливными силами, действующими со стороны Солнца и Луны на твердую Землю, которая имеет форму не шара, а продолговатого сфероида. Солнце и Луна вносят примерно равный вклад в этот эффект. Его период составляет около 26 000 лет.

Когда ось направлена к Солнцу, в одном полярном полушарии разница между сезонами больше, а в другом - мягче. Полушарие, находящееся летом в перигелии, получает большую часть соответствующего увеличения солнечной радиации, но то же самое полушарие зимой в афелии имеет более холодную зиму. В другом полушарии будет относительно более теплая зима и более прохладное лето.

Апсидальная прецессия

Планеты, вращающиеся вокруг Солнца, движутся по эллиптическим (овальным) орбитам, которые постепенно вращаются с течением времени (апсидальная прецессия).

Кроме того, сам орбитальный эллипс прецессирует в пространстве, в основном в результате взаимодействия с Юпитером и Сатурном. Это сокращает период прецессии равноденствий с 25 771,5 до ~21 636 лет.

Наклонение орбиты

Наклон орбиты Земли дрейфует вверх и вниз относительно ее нынешней орбиты с циклом, имеющим период около 70 000 лет. Миланкович не изучал это трехмерное движение. Это движение известно как "прецессия эклиптики" или "планетарная прецессия".

Исследователи отметили этот дрейф, а также то, что орбита движется относительно орбит других планет. Неизменная плоскость, плоскость, которая представляет угловой момент Солнечной системы, приблизительно равна плоскости орбиты Юпитера. Наклон орбиты Земли имеет 100 000-летний цикл относительно неизменной плоскости. Это очень похоже на период эксцентриситета в 100 000 лет. Этот 100 000-летний цикл близко соответствует 100 000-летней модели ледниковых периодов.

Было выдвинуто предположение, что в плоскости существует диск из пыли и другого мусора, который влияет на климат Земли. Земля проходит через эту плоскость примерно 9 января и 9 июля, когда увеличивается количество метеоров, обнаруженных радарами, и ноктилюцентных облаков, связанных с метеорами.

Исследование антарктического ледяного керна с использованием соотношения кислорода и азота в пузырьках воздуха, запертых во льду, позволило сделать вывод, что климатическая реакция, зафиксированная в ледяных кернах, была обусловлена инсоляцией Северного полушария, как и предполагает гипотеза Миланковича. Это дополнительное подтверждение гипотезы Миланковича относительно новым методом. Она не согласуется с теорией "наклона" 100 000-летнего цикла.

Влияние апсидальной прецессии на времена годаZoom
Влияние апсидальной прецессии на времена года

Показывает апсидальную прецессию. Большинство орбит в Солнечной системе имеют гораздо меньший эксцентриситет, что делает их почти круговыми.Zoom
Показывает апсидальную прецессию. Большинство орбит в Солнечной системе имеют гораздо меньший эксцентриситет, что делает их почти круговыми.

Похожие страницы

Вопросы и ответы

В: Что такое цикл Миланковича?


Ответ: Цикл Миланковича - это медленное, регулярное изменение орбиты Земли вокруг Солнца и наклона земной оси, которое влияет на количество солнечного света, падающего на отдельные участки Земли, и приводит к климатическим циклам.

В: Сколько климатических циклов на Земле вызвано циклами Миланковича?


О: Циклы Миланковича вызывают циклы климата на Земле примерно через 21 000, 41 000 лет, 100 000 и 400 000 лет.

В: Кто предсказал, что вариации эксцентриситета, осевого наклона и прецессии орбиты Земли вызывают климатические изменения на Земле?


О: Милутин Миланкович предсказал, что вариации эксцентриситета, осевого наклона и прецессии орбиты Земли вызывают климатические изменения на Земле, используя прикладную математику.

В: Когда впервые были выдвинуты астрономические теории циклов Миланковича?


О: Подобные астрономические теории циклов Миланковича были выдвинуты в 19 веке Джозефом Адемаром, Джеймсом Кроллом и другими.

В: Что было проблемой с циклами Миланковича до 1976 года?


О: До 1976 года не существовало надежных датированных доказательств, позволяющих решить вопрос о роли циклов Миланковича в климатических закономерностях на Земле.

В: Когда был решен вопрос о доказательствах роли циклов Миланковича в климате на Земле?


О: Вопрос о роли циклов Миланковича в климате Земли был решен после публикации статьи в журнале Science в 1976 году, после того, как были взяты керны глубоководных океанов.

В: Продолжаются ли активные исследования в области циклов Миланковича?


О: Да, вся область циклов Миланковича и их влияния на климатические модели на Земле все еще активно исследуется.

AlegsaOnline.com - 2020 / 2023 - License CC3