Milankovičův cyklus. Globální změna klimatu. Vliv slunečního záření na klima

Milankovićovy cykly jsou jednou z teorií, kterými se vědci pokusili vysvětlit existenci zalednění v historii země. Tato hypotéza se také nazývá orbitální nebo astronomická. Dostala své jméno podle jména jugoslávského klimatologa Milutina Milankoviće. Navzdory velkému množství kontroverzí dostupných v této teorii tvořila základ moderní paleoklimatologie.

Pohyb Země

Jak víte, Země obíhá kolem Slunce na eliptické oběžné dráze a kolem své osy. Ten také mění svou polohu vlivem přitažlivosti měsíce. Zemská osa má určitý úhel sklonu jako ostatní planety sluneční soustavy. Popisuje v prostoru kužel. Tento efekt se nazývá precese. Jasným příkladem vizualizace této funkce pohybu planety je rotace vrcholu.

Doba úplného obratu po obvodu je asi 25 800 let. Úhel osy se také mění v rozmezí 22,1-24,5° každých 40 100 let. Tento jev se nazývá nutace.

Excentricita nebo stupeň stlačení oběžné dráhy Země při rotaci slunce se mění po dobu 90 800 let. Jak se zvyšuje, planeta se vzdaluje od hvězdy a přijímá menší množství slunečního záření, respektive tepla. Existují také období, kdy se největší sklon země shoduje s maximální excentricitou. Výsledkem je globální chlazení klimatu.

Perigilius a Aphelion

Protože planety sluneční soustavy mají vzájemný vliv na sebe, osa oběžné dráhy Země se při pohybu kolem Slunce postupně otáčí stejným směrem jako orbitální pohyb. Výsledkem je posunutí perihilionu - nejbližšího orbitálního bodu k svítidlu a aphelionu-nejvzdálenějšího bodu. Tyto parametry ovlivňují intenzita vystavení slunečnímu záření-tepelné, elektromagnetické, korpuskulární záření. V procentech jsou tyto oscilace malé, ale mají vliv na zahřívání povrchu planety.

Astronomie, geofyzika a klimatologie jsou vědy, kterými se vědci snaží navázat vztah mezi aktivitou slunce, staletými změnami průměrné roční teploty a klimatu obecně a mezi dalšími faktory. Jejich úkoly nejsou jen určováním přírodních vzorců, ale také předvídáním budoucích změn, které mohou významně ovlivnit život člověka.

Co jsou milankovićovy cykly?

Klima země se mění pod vlivem antropogenních a neantropogenních faktorů. Druhá skupina zahrnuje tektonické pohyby litosférických desek, oscilace slunečního záření, sopečné činnosti a milankovićovy cykly. Popisují účinky změn v pohybech planety na její klima.

V roce 1939. Milankovic poprvé předpokládal cyklickou závislost doby ledové za posledních 500 tisíc. let. Vypočítal dynamiku změny slunečního záření, která se skládá z elektromagnetického a korpuskulárního záření, a vysvětlil příčinu zalednění během pleistocénní epochy. Podle jeho názoru šlo o změnu orbitálních parametrů planety-excentricity, úhlu osy a polohy perihelionu. Podle postulátů jeho teorie se zalednění způsobená těmito faktory opakují v malých intervalech a lze je předvídat.

Jeho hypotéza byla konstruována s ohledem na předpoklad, že atmosféra planety byla průhledná. Byly vypočteny varianty slunečního záření (sluneční záření) pro 65 ° severní šířky. Oblasti získané v insulačním diagramu odpovídající čtyřem zaledněním dobře korelovaly s alpským schématem zalednění postaveným německými vědci a. Penkem a e. Brückner.

Hlavní faktory a doba ledová

Podle Milankovicovy teorie by tři hlavní orbitální faktory uvedené výše měly normálně působit různými směry, aby se jejich účinek nesčítal. Další Doba ledová nastává, když se sčítají a navzájem se posilují.

Každý z nich určuje vliv Slunce na zemi, na množství slunečního záření produkovaného různými zónami planety. Pokud se sníží na severní polokouli, kde je soustředěna většina ledovců, pak se sníh na povrchu každoročně hromadí více. Zvýšení plochy sněhové pokrývky vede ke zvýšenému odrazu slunečního světla, což zase přispívá k dalšímu ochlazení planety.

Tento proces se postupně zvyšuje, začíná Globální chlazení, přichází další Doba ledová. Na konci takového cyklu je pozorován opačný jev. Podle vědeckých údajů byl vrchol ochlazování během poslední doby ledové přibližně před 18 000 lety.

Vliv precese

Vědci věří, že precesní cyklus je nejvýraznější v zalednění na severní polokouli. Nyní je v interglaciálním období, které skončí asi za 9-10 tisíc let. V příštích tisíciletích je zde možné pokračovat ve vzestupu hladiny moře v důsledku tání ledovců. A to platí především pro grónský ledový štít-druhý největší po Antarktidě.

Na jižní polokouli je naopak v současné době pozorován věk "zalednění", ale protože je zde podstatně méně půdy než na severní polokouli, tento jev nevypadá tak jasně.

Sklon osy rotace planety ve směru od Slunce je maximální), zima bude delší a chladnější a léto bude horké a krátké. Na opačné polokouli se naopak slaví dlouhá chladná léta a krátká teplá zima. Rozdíly v délce těchto ročních období jsou výraznější, čím větší je orbitální excentricita.

Nutace

Nutace je spojena s krátkodobějšími výkyvy polohy zemské osy. Největší velikost amplitudy je 18,6 let.

Nutace vede ke změně sezónních kontrastů slunečního záření, ale jeho roční součet zůstává konstantní. Zvýšení slunečního záření v létě (teplejší a suchší počasí) je kompenzováno jeho poklesem v zimě.

Změna orbitálního tvaru

Vzdálenost od země ke Slunci závisí na velikosti prodloužení oběžné dráhy planety. Rozdíl mezi extrémními body je 4,7 milionu km. V éře malé excentricity dostává planeta více slunečního záření, horní hranice atmosféry se zahřívají silněji a naopak.

Excentricita mění celkové roční sluneční záření, ale tento rozdíl je malý. Za poslední milion let nepřekročila 0,2%. Největší efekt nastává, když se maximum excentricity shoduje s největším sklonem vlastní osy Země.

Historie změny klimatu Země

Moderní geofyzikální výzkumné metody zjistěte, jaké bylo klima na naší planetě před stovkami tisíciletí. Teplota se nepřímo odhaduje počtem izotopů těžkého vodíku a kyslíku. Míra globálního oteplování je nyní kolem 1° ročně.

Za posledních 400 000 let byly na Zemi zaznamenány 4 ledovcové období. Prudké oteplování, které začalo kolem 12 tisíc. před 50-100 lety, vedlo ke zvýšení hladiny oceánu o 50-100 m. Možná byl tento jev v Bibli popsán jako povodeň.

Oteplování v moderní době je doprovázeno změnami průměrné roční teploty o 2-3 stupně. Na konstruovaných závislostech jsou zaznamenány teplotní skoky na povrchu planety, jejichž doba trvání není delší než 1000 let. Existují oscilace v menším cyklu-každých 100-200 let o 1-2°. Jak vědci naznačují, je to způsobeno kolísáním množství metanu a oxidu uhličitého v atmosféře.

Nevýhody teorie

V 60. a 70. letech. 20. století vědci získali nová zkušená a vypočtená data, která se lišila od konceptu Milankovicových cyklů. Existují v něm následující rozpory:

• Atmosféra Země nebyla vždy tak průhledná jako nyní. To potvrzují studie ledu Grónska a Antarktidy. Velké množství prachu, pravděpodobně spojeného s aktivní sopečnou činností, odráželo sluneční teplo. V důsledku toho se povrch planety ochladil.
• Podle Milankovicovy teorie se zalednění v Grónsku a Antarktidě vyskytovalo v různých časových obdobích, ale to je v rozporu s paleontologickými údaji.
• Globální chlazení by se mělo opakovat v přibližně pravidelných intervalech, ale ve skutečnosti nebyly v druhohorách a terciárním období a v kvartérním období následovaly jeden po druhém.

Hlavní nevýhodou této teorie je, že je založena pouze na astronomických faktorech, konkrétně na změně pohybu Země. Ve skutečnosti existuje mnoho dalších důvodů: variace geomagnetického pole, přítomnost četných zpětných vazeb v klimatickém systému (mechanismus rezonanční odezvy, ke kterému dochází v reakci na orbitální vlivy), tektonická aktivita (vulkanismus, seismická aktivita) a v posledních stoletích – a antropogenní složka, tj.