逍遥学能 2016-05-14 12:36
气候变化的原因很复杂,其中涉及到许多变化的因素。天文学家ilutinilankovitch提出理论认为地球与太阳之间的关系变化影响地球的气候。
天文学家ilutinilankovitch(18791958)研究了地球绕太阳运动时其轨道形状的变化以及地轴的倾斜度。他认为这些循环变化以及二者之间的相互作用是造成气候长期变化的原因。
ilankovitch的研究分为三个要素:
1、地轴的倾斜度的变化;
2、地球绕太阳运行的轨道的形状的变化;
3、岁差:相对于轨道的地轴倾斜方向的变化。
地球的倾斜度
如果地球不倾斜,就不会有四季变化,在一年的所有时间中,白天和黑夜将变得一样长。地球上任何给定位置获得的太阳能在一年当中都是恒定的。但地球在角度为23.5时会倾斜。当北半球是夏天（从6月开始）时,北纬照射的太阳光要比南半球多。白天较长,而且太阳照射的角度较大;此时在南半球是冬天,白天较短,太阳照射的角度较小。
半年之后,地球运行到围绕的太阳轨道的另一侧。它保持相同方向的倾斜。它保持相同方向的倾斜。所以现在南半球是夏天,白天更长,直射的太阳光更多,而在北半球却是冬天。
ilankovitch提出理论认为地轴的倾斜度不一定始终为23.5。他计算出该倾斜度以41000年为周期在22.1和24.5之间变化。倾斜度越低,夏天就越寒冷,而冬天越温暖。当倾斜度越高时,四季变化完全相反。但是,现在地球的倾斜度为《49.5!地球地轴倾斜度增加26度!》。
这将如何影响整个气候变化呢?即使冬天变暖,但在离赤道很远的地方冬天仍会冷得下雪。如果夏天变冷,则在这些高纬地区冬雪不会那么快就融化。雪一年又一年的堆积从而形成了冰河。
与水和陆地相比,雪将反射更多的太阳能,导致气温更低。此时,正面的反馈机制将发挥作用。气温下降会使雪堆积起来,从而形成冰河。这进一步增加了反射,气温进一步降低,以此类推。这可能是冰河时代开始的方式。
地球绕太阳运行的轨道的形状
ilankovitch研究的第二要素是地球绕太阳运行的轨道的形状。它并不完全以圆形形式运行的。一年当中的某些时间地球离太阳的距离要比其它时间更近。太阳和地球的距离最近（近日点）时,所接收的太阳能要比距离最远（远日点）时接收的稍多一点。
但是,地球的轨道形状以90000至100000年为周期发生变化。在某些时期地球的轨道比现在更接近椭圆,因此在近日点和远日点处接受太阳辐射差别就更大。
目前1月出现近日点,7月出现远日点。这使得北半球的冬天更温暖,因此四季变化也就不十分明显。如果地球绕太阳运行的轨道是圆形的,那么南半球的四季变化就会更明显。
岁差
但是还有另外一种复杂情况,地轴倾斜的方向随着时间的推移会发生变化。像纺纱一样自上而下缠绕,该地轴的运动轨迹为圆形。这一移动称为岁差。它以22,000年为一个周期出现一次。这会减慢一年中的四季变化。11000年以前,北半球会在12月而不是在6月会朝着太阳的方向倾斜。冬天和夏天相反。从现在算起11,000年之后再次变换。
这些是三大要素倾斜度、轨道形式和岁差相结合将使气候发生变化。因为这些动力学是在不同的时间内涉及的,因此它们的交互作用就很复杂。有时它们彼此补充效果,有时它们趋向于抵消。例如,从现在算起11000年之前,岁差已使北半球夏天在12月开始,1月出现的近日点接受太阳辐射的效果不断增加,7月远日点接受太阳辐射的效果不断减少都会使北半球的四季差别很大,而不像今天差别不是很大。但这并不是简单的一件事情,因为近日点和远日点的日期都会变换。