米蘭科維奇循環

米兰科维奇循环

气候变化理论
米兰科维奇循环(Milankovichcycles),一个地球气候变动的集合影响。以十万年为主要周期,伴随着四万年以及二万年左右的周期。与三种地球绕日运行轨道的变化有关。这三个影响因素也造成了地球的冰期与间冰期,大都与太阳辐射变化量有关。轨道离心率越小(越接近圆形)时,四季变化相对较不明显,也不易有冰期的发生。
  • 中文名:米兰科维奇循环
  • 外文名:Milankovich cycles
  • 适用领域:
  • 所属学科:
  • 定义:一个地球气候变动的集合影响
  • 周期:十万年

理论介绍

兰科维奇理论是从全球尺度上研究日射量与地球气候之间关系的天文理论。米兰科维奇认为地球冷暖变化主要不是取决于连续晴天无云或空中飘浮火山爆发的火山灰遮挡阳光等突发的、短时期的日射量变化,而是地球天体本源的运动。

气候变化一般被划分成3个时间尺度:构造尺度、轨道尺度和亚轨道尺度,并且每个时间尺度变化各有不同的驱动机制。

相比而言,轨道尺度气候变化机制的研究最为深入,这是因为轨道尺度气候变化具有明确的驱动力,即太阳系各星体作用于地球的引力场的周期性摄动,及由此引起的地球轨道参数的周期性变化和到达地球大气圈顶部太阳辐射能量配置的周期性改变。相对气候系统而言,此作用为“外强迫”,并可在数学上得到较为精确的计算结果。

运行轨道的三个变化

1.地球公转轨道离心率的变化

为一个约九万六千年的周期。其间地球的轨道皆在圆形与椭圆形之间变化。轨道离心率越小(越接近圆形)时,四季变化相对较不明显,也不易有冰期的发生。反之,离心率越接近1(但不等于)的轨道,四季明显,也较易产生冰期。

2.地球自转轴倾斜角度的变化

地球自转轴的倾斜角度介于21.5度到24.5度之间,以四万一千年为周期。角度越大,高纬度地区因接受辐射的时间差异较大,易形成冰期。现今地球自转轴倾斜角度为23.44度,且有减少的迹象。

3.地球的岁差

因地球自转轴的进动,造成一个大约两万六千年的周期。在远日点时,若北半球倾向太阳,冬天温度将会相对较高;若因进动而导致南半球在远日点时倾向太阳,北半球的冬天将较为酷寒。又因北半球陆地多,比热小,温度容易下降,而较容易形称冰期。但,米兰科维奇循环并未完全解释气候的变化,特别是冰期的产生,因为冰期的发生显然小于十万年这个周期。

上述三种因素会集合影响地球的气温变化,例:当地球在远日点且绕日运行的轨道离心率趋近于1,地球自转轴倾斜角度为最大的24.5度,且南半球倾向太阳,将可能发生极低温的情形。此三个因素交错影响着地球气温,每个因素不同的表现也让地球的气温更加不可预测。

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