Hvad er Milankovitch cykler?

Milankovitch-cyklusserne beskriver, hvordan relativt små ændringer i Jordens bevægelse påvirker planetens klima. Cyklusserne er opkaldt efter Milutin Milankovitch, en serbisk astrofysiker, der begyndte at undersøge årsagen til Jordens gamle istid i de tidlige 1900'ere, ifølge American Museum of Natural History (AMNH).

Jorden oplevede sine seneste istider under Pleistocene-epoken, der varede fra 2,6 millioner år siden til 11.700 år siden. I tusinder af år ad gangen var selv de mere tempererede regioner i kloden dækket med gletsjere og isark, ifølge University of California Museum of Paleontology.

For at bestemme, hvordan Jorden kunne opleve så store klimaændringer over tid, inkorporerede Milankovitch data om variationerne i Jordens position med tidslinjen for istidene under Pleistocen. Han studerede Jordens variationer i de sidste 600.000 år og beregnet de varierende mængder af solstråling på grund af Jordens ændrede omløbsparametre. Dermed kunne han forbinde lavere mængder solstråling i de høje nordlige breddegrader til tidligere europæiske istider, ifølge AMNH.

Milankovitchs beregninger og diagrammer, der blev offentliggjort i 1920'erne og stadig bruges i dag til at forstå fortid og fremtidig klima, førte ham til at konkludere, at der er tre forskellige positionscykler, hver med sin egen cykluslængde, der påvirker klimaet på Jorden: excentricitet i Jordens bane, planetens aksiale hældning og dens vugge.

excentricitet

Jorden kredser rundt om solen i en oval form kaldet en ellipse, med solen på et af de to fokuspunkter (foci). Ellipticitet er et mål for formen på den ovale og defineres af forholdet mellem semiminoraksen (længden af ​​den korte akse af ellipsen) og den halvgående akse (længden af ​​den lange akse af ellipsen) ifølge Swinburne Universitet. En perfekt cirkel, hvor de to foci mødes i midten, har en ellipticitet på 0 (lav excentricitet), og en ellipse, der klemmes til næsten en lige linje, har en excentricitet på næsten 1 (høj excentricitet).

Jordens bane ændrer lidt sin excentricitet i løbet af 100.000 år fra næsten 0 til 0,07 og tilbage igen, ifølge NASAs jordobservatorium. Når jordens bane har en højere excentricitet, modtager planetens overflade 20 til 30 procent mere solstråling, når det er ved perihelion (den korteste afstand mellem Jorden og solen hver bane), end når den er på aphelion (den største afstand mellem Jorden og sol hver bane). Når jordens bane har en lav excentricitet, er der meget lille forskel i mængden af ​​solstråling, der modtages mellem perihelion og aphelion.

I dag er excentriciteten af ​​Jordens bane 0,017. Ved perihelion, der forekommer på eller omkring 3. januar hvert år, modtager Jordoverfladen ca. 6 procent mere solstråling end ved aphelion, der forekommer den 4. juli eller omkring.

Aksial hældning

Hældningen af ​​Jordens akse i forhold til planet for dens bane er grunden til, at vi oplever årstider. Lette ændringer i hældningen ændrer mængden af ​​solstråling, der falder på bestemte steder på Jorden, ifølge Indiana University Bloomington. I løbet af omkring 41.000 år varierer hældningen af ​​Jordens akse, også kendt som skråhed, mellem 21,5 og 24,5 grader.

Når aksen er på sin minimale hældning, ændrer mængden af ​​solstråling sig ikke meget mellem sommer og vinter for meget af Jordens overflade, og derfor er sæsoner mindre alvorlige. Dette betyder, at sommeren ved polerne er køligere, hvilket tillader sne og is at vedvare gennem sommeren og ind i vinteren, og til sidst opbygge sig i enorme isark.

I dag er Jorden vippet 23,5 grader og falder langsomt ifølge EarthSky.

præcession

Jorden vingler bare lidt, mens den drejer på sin akse, på samme måde som når en spindeltop begynder at aftage. Denne vuggel, kendt som præcession, er primært forårsaget af tyngdekraften fra solen og månen, der trækker på jordens ækvatoriale bule. Vuggen ændrer ikke hældningen af ​​Jordens akse, men retningen ændres. I løbet af omkring 26.000 år vingler Jorden rundt i en komplet cirkel, ifølge Washington State University.

Nu og i de sidste tusinder af år er Jordens akse mere eller mindre nordpå mod Polaris, også kendt som Nordstjernen. Men Jordens gradvise præpetitive slingring betyder, at Polaris ikke altid er Nordstjernen. For omkring 5.000 år siden blev Jorden mere rettet mod en anden stjerne, kaldet Thubin. Og om cirka 12.000 år vil aksen have rejst lidt mere rundt om sin præcessionscirkel og pege mod Vega, der bliver den næste North Star.

Når Jorden afslutter en præcessionscyklus, ændres planetens orientering med hensyn til perihelion og aphelion. Hvis en halvkugle er rettet mod solen under perihelion (korteste afstand mellem Jorden og solen), vil den blive peget væk under aphelion (største afstand mellem Jorden og solen), og det modsatte er tilfældet for den anden halvkugle. Halvkuglen, der peger mod solen under perihelion og væk under aphelion, oplever mere ekstreme sæsonbestemte kontraster end den anden halvkugle.

I øjeblikket forekommer den sydlige halvkugles sommer nær perihelion og vinteren nær aphelion, hvilket betyder, at den sydlige halvkugle oplever mere ekstreme sæsoner end den nordlige halvkugle.

Ekstra ressourcer:

• Se: Milankovitch Cycles Forklaring på 5 minutter fra filosofiske undersøgelser.
• Se denne videoafgrænser for Jordens præcession fra University of Nebraska-Lincoln Astronomy afdeling.
• Lær mere om Milutin Milankovitch fra NASA's Earth Observatory.