Οι κύκλοι του Milankovitch περιγράφουν πώς σχετικά μικρές αλλαγές στο κίνημα της Γης επηρεάζουν το κλίμα του πλανήτη. Οι κύκλοι ονομάζονται για τον Μιλουτίν Μιλάνοβιτς, σέρβος αστροφυσικός που άρχισε να ερευνά την αιτία των αρχαίων εποχών του πάγου της Γης στις αρχές της δεκαετίας του 1900, σύμφωνα με το Αμερικανικό Μουσείο Φυσικής Ιστορίας (AMNH).
Η Γη γνώρισε τις πιο πρόσφατες εποχές πάγου κατά την εποχή του Πλειστόκαινου, η οποία διήρκεσε από 2,6 εκατομμύρια χρόνια πριν σε 11,700 χρόνια. Για χιλιάδες χρόνια κάθε φορά, ακόμα και οι πιο εύκρατες περιοχές του πλανήτη καλύπτονταν με παγετώνες και πάγο, σύμφωνα με το Μουσείο Παλαιοντολογίας του Πανεπιστημίου της Καλιφόρνιας.
Για να προσδιοριστεί πώς η Γη θα μπορούσε να βιώσει τέτοιες τεράστιες αλλαγές στο κλίμα με την πάροδο του χρόνου, ο Milankovitch ενσωμάτωσε δεδομένα σχετικά με τις παραλλαγές της θέσης της Γης με το χρονοδιάγραμμα των παγετώνων κατά τη διάρκεια του Πλειστόκαινου. Έχει μελετήσει τις παραλλαγές της Γης τα τελευταία 600.000 χρόνια και έχει υπολογίσει τις ποικίλες ποσότητες ηλιακής ακτινοβολίας λόγω των μεταβαλλόμενων τροχιακών παραμέτρων της Γης. Με αυτόν τον τρόπο, ήταν σε θέση να συνδέσει χαμηλότερες ποσότητες ηλιακής ακτινοβολίας στα υψηλά βόρεια γεωγραφικά πλάτη σε προηγούμενες ευρωπαϊκές εποχές πάγου, σύμφωνα με την AMNH.
Οι υπολογισμοί και τα διαγράμματα του Μιλάνοβιτς, που δημοσιεύθηκαν στη δεκαετία του 1920 και εξακολουθούν να χρησιμοποιούνται σήμερα για να κατανοήσουν το παρελθόν και το μέλλον κλίμα, τον οδήγησαν στο συμπέρασμα ότι υπάρχουν τρεις διαφορετικοί κύκλοι θέσης, ο καθένας με το δικό του μήκος κύκλου, που επηρεάζουν το κλίμα στη Γη: την εκκεντρότητα της τροχιάς της Γης, την αξονική κλίση του πλανήτη και την ταλάντωση του άξονα του.
Εκκεντρικότητα
Η Γη περιστρέφεται γύρω από τον ήλιο σε οβάλ μορφή που ονομάζεται έλλειψη, με τον ήλιο σε ένα από τα δύο εστιακά σημεία (εστίες). Η ελλειπτικότητα είναι ένα μέτρο του σχήματος του ωοειδούς και καθορίζεται από την αναλογία του άξονα των ημιεμφανιζόμενων (μήκος του κοντού άξονα της ελλειψοειδούς) προς τον άξονα του ημικυκλίου (το μήκος του μακριού άξονα της ελλείψεως), σύμφωνα με τον Swinburne Πανεπιστήμιο. Ένας τέλειος κύκλος, όπου οι δύο εστίες συναντιούνται στο κέντρο, έχει μια ελλειπτικότητα 0 (χαμηλή εκκεντρότητα), και μια ελλειπτική που σπρώχνεται σε σχεδόν ευθεία γραμμή έχει μια εκκεντρότητα σχεδόν 1 (υψηλή εκκεντρότητα).
Η τροχιά της Γης μεταβάλλει ελαφρώς την εκκεντρότητά της κατά τη διάρκεια των 100.000 χρόνων από περίπου 0 έως 0.07 και πάλι, σύμφωνα με το Παρατηρητήριο της Γης της NASA. Όταν η τροχιά της Γης έχει μεγαλύτερη εκκεντρότητα, η επιφάνεια του πλανήτη λαμβάνει 20-30% περισσότερη ηλιακή ακτινοβολία όταν βρίσκεται στο περιείλιο (η μικρότερη απόσταση μεταξύ της Γης και του ήλιου κάθε τροχιά) από όταν βρίσκεται στο αποφθέσιο (η μεγαλύτερη απόσταση μεταξύ της Γης και ο ήλιος κάθε τροχιά). Όταν η τροχιά της Γης έχει χαμηλή εκκεντρότητα, υπάρχει πολύ μικρή διαφορά στην ποσότητα ηλιακής ακτινοβολίας που λαμβάνεται μεταξύ περιθήλου και αφθέου.
Σήμερα, η εκκεντρότητα της τροχιάς της Γης είναι 0,017. Στο περιήλιο, που συμβαίνει στις 3 Ιανουαρίου κάθε έτους, η επιφάνεια της Γης λαμβάνει περίπου 6% περισσότερη ηλιακή ακτινοβολία από ό, τι στο αφέλιο, το οποίο συμβαίνει στις 4 Ιουλίου περίπου.
Αξονική κλίση
Η κλίση του άξονα της Γης σε σχέση με το επίπεδο της τροχιάς της είναι ο λόγος που βιώνουμε εποχές. Ελαφρές αλλαγές στην κλίση αλλάζουν την ποσότητα της ηλιακής ακτινοβολίας που πέφτει σε ορισμένες θέσεις της Γης, σύμφωνα με το Ιντιάνα Πανεπιστήμιο Bloomington. Κατά τη διάρκεια των περίπου 41.000 ετών, η κλίση του άξονα της Γης, γνωστή και ως λοξότητα, κυμαίνεται μεταξύ 21,5 και 24,5 μοίρες.
Όταν ο άξονας είναι στην ελάχιστη κλίση του, η ποσότητα της ηλιακής ακτινοβολίας δεν αλλάζει πολύ μεταξύ του καλοκαιριού και του χειμώνα για μεγάλο μέρος της επιφάνειας της Γης και επομένως οι εποχές είναι λιγότερο σοβαρές. Αυτό σημαίνει ότι το καλοκαίρι στους πόλους είναι πιο δροσερό, που επιτρέπει το χιονί και ο πάγος να επιμείνουν μέσα στο καλοκαίρι και το χειμώνα, τελικά δημιουργώντας τεράστιους πάγους.
Σήμερα, η Γη έχει κλίση 23,5 μοίρες, και σιγά-σιγά μειώνεται, σύμφωνα με το EarthSky.
Προπόρευση
Η Γη κυματίζει ελαφρώς καθώς περιστρέφεται στον άξονά της, όπως συμβαίνει όταν αρχίζει να επιβραδύνεται μια περιστρεφόμενη κορυφή. Αυτή η ταλάντευση, γνωστή ως μετάπτωση, προκαλείται κυρίως από τη βαρύτητα του ήλιου και του φεγγαριού που τραβούν τις εξομαλικές εξογκώσεις της Γης. Η ταλάντωση δεν αλλάζει την κλίση του άξονα της Γης, αλλά ο προσανατολισμός αλλάζει. Πάνω από περίπου 26.000 χρόνια, η Γη κινείται γύρω από ένα πλήρες κύκλο, σύμφωνα με το Πανεπιστήμιο της Ουάσινγκτον.
Τώρα, και για τα τελευταία χιλιάδες χρόνια, ο άξονας της Γης έχει εντοπιστεί βορρά περισσότερο ή λιγότερο στην Polaris, γνωστή και ως North Star. Αλλά η σταδιακή ταλάντευση της Γης σημαίνει ότι η Πόλαρ δεν είναι πάντα το Βόρειο Αστέρι. Περίπου 5.000 χρόνια πριν, η Γη επισήμανε περισσότερο προς ένα άλλο αστέρι, που ονομάζεται Thubin. Και, σε περίπου 12.000 χρόνια, ο άξονας θα έχει ταξιδέψει λίγο περισσότερο γύρω από τον κύκλο της μετάβασης και θα στραφεί προς το Vega, το οποίο θα γίνει το επόμενο North Star.
Καθώς η Γη ολοκληρώνει έναν κύκλο πρεξίματος, ο προσανατολισμός του πλανήτη μεταβάλλεται σε σχέση με το περιείλιο και το αφέλιο. Αν το ημισφαίριο είναι στραμμένο προς τον ήλιο κατά τη διάρκεια του περιθαλίοντος (η κοντινότερη απόσταση μεταξύ της Γης και του ήλιου), θα τονιστεί κατά τη διάρκεια του αποφθέου (μεγαλύτερη απόσταση μεταξύ της Γης και του ήλιου) και το αντίθετο ισχύει για το άλλο ημισφαίριο. Το ημισφαίριο που κατευθύνεται προς τον ήλιο κατά τη διάρκεια του περιθάλλιου και μακριά κατά τη διάρκεια του αποθέματος δοκιμάζει πιο ακραίες εποχιακές αντιθέσεις από το άλλο ημισφαίριο.
Επί του παρόντος, το καλοκαίρι του νότιου ημισφαίριου συμβαίνει κοντά στο περιήλιο και το χειμώνα κοντά στο αφέλιο, που σημαίνει ότι το νότιο ημισφαίριο παρουσιάζει περισσότερες ακραίες εποχές από το βόρειο ημισφαίριο.
Πρόσθετος πόροι:
