Milankovitch ciklai apibūdina, kaip palyginti nedideli Žemės judėjimo pokyčiai veikia planetos klimatą. Ciklai skirti Serbijos astrofizikui Milutinui Milankovitchui, kuris, remiantis Amerikos gamtos istorijos muziejaus (AMNH) duomenimis, 1900-ųjų pradžioje pradėjo tirti žemės senovės ledynmečių priežastis.
Vėliausias ledo amžius Žemėje buvo patirtas per pleistoceno epochą, trukusią nuo 2,6 milijono metų iki 11 700 metų. Kalifornijos universiteto paleontologijos muziejaus duomenimis, tūkstančius metų vienu metu net nuosaikesni pasaulio rutuliai buvo padengti ledynais ir ledo lakštais.
Norėdami nustatyti, kaip laikui bėgant Žemė galėjo patirti tokius didžiulius klimato pokyčius, Milankovitch įtraukė duomenis apie Žemės padėties pokyčius su ledo amžių laiko juostomis Pleistoceno metu. Jis tyrė Žemės pokyčius per pastaruosius 600 000 metų ir apskaičiavo skirtingus saulės spinduliuotės dydžius dėl besikeičiančių Žemės orbitos parametrų. Tai darydamas, jis sugebėjo susieti mažesnį saulės spinduliuotės kiekį šiaurinėse platumose su ankstesniais Europos ledynmečiais, teigia AMNH.
Milankovitch skaičiavimai ir diagramos, kurie buvo paskelbti 1920 m. Ir vis dar naudojami šiandien, kad suprastų praeities ir ateities klimatą, privertė jį padaryti išvadą, kad yra trys skirtingi padėties ciklai, kiekvienas iš jų turi savo ciklo ilgį, kurie daro įtaką Žemės klimatui: Žemės orbitos ekscentriškumas, planetos ašinis pasvirimas ir jos ašies bangavimas.
Ekscentriškumas
Žemė skrieja saule ovalo formos, vadinamos elipsės forma, saulei esant viename iš dviejų židinių (židinių). Elipsė yra ovalo formos matas ir apibrėžiamas pusminoriaus ašies (trumposios elipsės ašies ilgio) ir semimajor ašies (ilgio elipsės ašies ilgis) santykiu, pasak Swinburne'o. Universitetas. Tobulas apskritimas, kuriame du židiniai susitinka centre, elipsės laipsnis yra 0 (žemas ekscentriškumas), o elipsė, kuri sugraduota beveik tiesia linija, yra beveik 1 ekscentriškumas (didelis ekscentriškumas).
NASA Žemės observatorijos duomenimis, Žemės orbita per 100 000 metų šiek tiek keičia ekscentriškumą nuo beveik 0 iki 0,07 ir vėl atgal. Kai Žemės orbitos ekscentriškumas yra didesnis, planetos paviršius gauna 20–30 procentų daugiau saulės spinduliuotės, kai yra perihelione (trumpiausias atstumas tarp žemės ir saulės kiekvienoje orbitoje) nei tada, kai ji yra afeleno metu (didžiausias atstumas tarp Žemės ir Žemės saule kiekviena orbita). Kai Žemės orbitos ekscentriškumas yra žemas, saulės spinduliuotės, gaunamos tarp periheliono ir apheliono, kiekis yra labai mažas.
Šiandien Žemės orbitos ekscentriškumas yra 0,017. Periheliono metu, kuris įvyksta kiekvienų metų sausio 3 d. Arba aplink jį, Žemės paviršius gauna apie 6 proc. Daugiau saulės spinduliuotės nei afeliono metu, kuris įvyksta liepos 4 d. Ar aplink jį.
Ašinis pasvirimas
Žemės ašies pasvirimas jos orbitos plokštumos atžvilgiu yra priežastis, dėl kurios patiriame sezonus. Anot Indianos universiteto „Bloomington“, nedideli pakrypimai keičia saulės spinduliuotės kiekį, patenkančią į tam tikras Žemės vietas. Per maždaug 41 000 metų Žemės ašies, taip pat žinomos kaip įstrižainės, pakrypimas kinta nuo 21,5 iki 24,5 laipsnių.
Kai ašis yra ties minimaliu pasvirimu, saulės spinduliuotės kiekis vasaros ir žiemos metu beveik nesikeičia didelėje Žemės paviršiaus dalyje, todėl sezonai nėra tokie atšiaurūs. Tai reiškia, kad vasara prie stulpų yra vėsesnė, todėl sniegas ir ledas gali išlikti vasarą ir žiemą, o galiausiai kaupiasi į didžiulius ledo sluoksnius.
Šiandien „EarthSky“ rodo, kad Žemė pakreipta 23,5 laipsnių ir pamažu mažėja.
Precesija
Žemė banguoja tik šiek tiek, kol sukasi apie savo ašį, panašiai kaip tada, kai besisukantis viršus pradeda lėtėti. Šį bangavimą, žinomą kaip precesija, pirmiausia sukelia saulės ir mėnulio gravitacija, traukianti Žemės pusiaujo bulves. Vobleris nekeičia Žemės ašies pakreipimo, bet keičiasi orientacija. Pasak Vašingtono valstijos universiteto, per maždaug 26 000 metų žemė banguoja visu ratu.
Dabar ir pastaruosius kelis tūkstančius metų Žemės ašis buvo nukreipta į šiaurę daugiau ar mažiau link Polaris, dar žinomos kaip Šiaurės žvaigždė. Tačiau laipsniškas Žemės protrūkis reiškia, kad „Polaris“ ne visada yra „Šiaurės žvaigždė“. Maždaug prieš 5000 metų Žemė buvo labiau nukreipta į kitą žvaigždę, vadinamą Thubinu. O per maždaug 12 000 metų ašis bus šiek tiek apvažiavusi savo pirmtakės ratą ir rodytų link Vegos, kuri taps kita Šiaurės žvaigžde.
Kai Žemė užbaigia protesto ciklą, planetos orientacija keičiasi periheliono ir afeliono atžvilgiu. Jei pusrutulis periheliono metu yra nukreiptas į saulę (trumpiausias atstumas tarp žemės ir saulės), jis bus nukreiptas aferacijos metu (didžiausias atstumas tarp žemės ir saulės), o kitas pusrutulis yra priešingas. Pusrutulis, nukreiptas į saulę periheliono metu ir tolyn, per aheljoną patiria ekstremalesnius sezoninius kontrastus nei kitas pusrutulis.
Šiuo metu pietų pusrutulio vasara būna šalia periheliono, o žiemą - prie afeleno, tai reiškia, kad pietinis pusrutulis patiria ekstremalesnius sezonus nei šiaurinis pusrutulis.
Papildomas ištekliai:
