Орбитальное воздействие
Орбитальное воздействие — это воздействие на климат медленных изменений наклона земной оси и формы земной орбиты вокруг Солнца (см. циклы Миланковича ). Эти орбитальные изменения изменяют общее количество солнечного света, достигающего Земли, до 25% в средних широтах (с 400 до 500 Вт/(м2). 2 ) на широте 60 градусов). [ нужна ссылка ] В этом контексте термин «принуждение» означает физический процесс, влияющий на климат Земли.
Считается, что этот механизм отвечает за время циклов ледникового периода . Строгое применение теории Миланковича не позволяет предсказать «внезапный» ледниковый период (внезапный — это что-то менее ста или двух лет), поскольку самый быстрый орбитальный период составляет около 20 000 лет. Время прошлых ледниковых периодов очень хорошо совпадает с предсказаниями теории Миланковича, и эти эффекты можно просчитать на будущее.
Циклы Миланковича также связаны с изменением окружающей среды в парниковые периоды климатической истории Земли. Изменения в озерных отложениях, соответствующие временным рамкам периодических орбитальных циклов, были интерпретированы как свидетельство орбитального воздействия на климат во время парниковых периодов, таких как ранний палеоген . [1] Примечательно, что циклы Миланковича были теоретически признаны важными модуляторами биогеохимических циклов во время океанических бескислородных явлений , включая тоарское океаническое бескислородное событие , [2] среднесеноманское событие , [3] и сеноман-туронское океаническое бескислородное событие . [4] [5]
Обзор
[ редактировать ]
Иногда утверждают, что длина нынешнего межледникового пика температуры будет аналогична длине предыдущего межледникового пика ( сангамон/ээмский этап ). Таким образом, возможно, мы приближаемся к концу этого теплого периода. Однако этот вывод, вероятно, ошибочен: продолжительность предыдущих межледниковий не была особенно регулярной (см. график справа). Бергер и Лутре (2002) утверждают, что «с вмешательством человека или без него нынешний теплый климат может продлиться еще 50 000 лет. Причина – минимум в эксцентриситете орбиты Земли вокруг Солнца». [6] Кроме того, Арчер и Ганопольски (2005) сообщают, что вероятных будущих выбросов CO 2 может быть достаточно, чтобы подавить ледниковый цикл на следующие 500 тысяч лет. [7]
Обратите внимание на график, сильную 100 000-летнюю периодичность циклов и поразительную асимметрию кривых. Считается, что эта асимметрия является результатом сложного взаимодействия механизмов обратной связи. Было замечено, чтоЛедниковые периоды углубляются постепенно. Однако восстановление до межледниковых условий происходит в один большой шаг.
Орбитальная механика требует, чтобы продолжительность сезонов была пропорциональна охватываемым площадям сезонных квадрантов, поэтому, когда эксцентриситет экстремальный, сезоны на дальней стороне орбиты могут длиться значительно дольше. Сегодня, когда осень и зима в Северном полушарии происходят при максимальном приближении, Земля движется с максимальной скоростью и поэтому осень и зима немного короче весны и лета.
Сегодня в Северном полушарии лето на 4,66 дня длиннее зимы, а весна на 2,9 дня длиннее осени. [8] Поскольку осевая прецессия меняет место на орбите Земли, где происходят солнцестояния и равноденствия , зимы в Северном полушарии станут длиннее, а лето – короче, что в конечном итоге создаст условия, которые считаются благоприятными для запуска следующего ледникового периода.
Считается, что расположение суши на поверхности Земли усиливает эффекты орбитального воздействия. Сравнение тектонических плит континентов реконструкций и палеоклиматических исследований показывает, что циклы Миланковича оказывают наибольшее влияние в геологические эпохи , когда массивы суши концентрировались в полярных регионах, как это имеет место сегодня. Гренландия , Антарктида и северные части Европы , Азии и Северной Америки расположены так, что незначительное изменение солнечной энергии нарушит баланс климата Арктики между круглогодичным сохранением снега и льда и полным летним таянием. Наличие или отсутствие снега и льда — хорошо изученный механизм положительной обратной связи для климата.
См. также
[ редактировать ]- Палеоцен-эоценовый термический максимум § Орбитальное воздействие [ сломанный якорь ] [ сломанный якорь ]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Ши, Джуе; Цзинь, Чжицзюнь; Лю, Цюанью; Хуан, Чжэнькай; Хао, Юньцин (1 августа 2018 г.). «Реакция земных осадков на астрономически вызванные изменения климата в раннем палеогене в бассейне залива Бохай, восточный Китай» . Палеогеография, Палеоклиматология, Палеоэкология . 502 : 1–12. дои : 10.1016/j.palaeo.2018.01.006 . S2CID 134068136 . Проверено 12 января 2023 г.
- ^ Кемп, Дэвид Б.; Коу, Анджела Л.; Коэн, Энтони С.; Уидон, Грэм П. (1 ноября 2011 г.). «Астрономические воздействия и хронология океанического бескислородного события раннего тоара (ранней юры) в Йоркшире, Великобритания» . Палеоокеанография и палеоклиматология . 26 (4): 1–17. дои : 10.1029/2011PA002122 . Проверено 5 апреля 2023 г.
- ^ Коччони, Родольфо; Галеотти, Симона (15 января 2003 г.). «Событие середины сеномана: прелюдия к OAE 2» . Палеогеография, Палеоклиматология, Палеоэкология . 190 : 427–440. дои : 10.1016/S0031-0182(02)00617-X . Проверено 22 января 2023 г.
- ^ Митчелл, Росс Н.; Байс, Дэвид М.; Монтанари, Алессандро; Кливленд, Лаура К.; Кристиансон, Кейт Т.; Коччони, Родольфо; Хиннов, Линда А. (1 марта 2008 г.). «Океанические бескислородные циклы? Орбитальная прелюдия к уровню Бонарелли (ОАЭ 2)» . Письма о Земле и планетологии . 267 (1–2): 1–16. дои : 10.1016/j.epsl.2007.11.026 . Проверено 2 января 2023 г.
- ^ Кунт, Вольфганг; Холборн, Энн Э.; Бейль, Себастьян; Аквит, Мохамед; Кравчик, Тим; Флёгель, Саша; Челлаи, Эль-Хасан; Джабур, Хадду (11 августа 2017 г.). «Раскрытие начала мелового океанического бескислородного события 2 в расширенном архиве отложений из бассейна Тарфая-Лаюн, Марокко» . Палеоокеанография и палеоклиматология . 32 (8): 923–946. дои : 10.1002/2017PA003146 . Проверено 5 апреля 2023 г.
- ^ Бергер, А.; Лутре, МФ (23 августа 2002 г.). «Впереди исключительно долгое межледниковье?». Наука . 297 (5585): 1287–1288. дои : 10.1126/science.1076120 . ПМИД 12193773 . S2CID 128923481 .
- ^ Арчер, Дэвид ; Ганопольский, Андрей (5 мая 2005 г.). «Подвижный триггер: ископаемое топливо CO 2 и начало следующего оледенения» . Геохимия, геофизика, геосистемы . 6 (5): Q05003. Бибкод : 2005GGG.....6.5003A . дои : 10.1029/2004GC000891 .
- ^ Бенсон, Грегори (11 декабря 2007 г.). «Глобальное потепление, ледниковые периоды и изменения уровня моря: что-то новое или астрономическое явление, происходящее в наши дни?» .
Дальнейшее чтение
[ редактировать ]- Хейс, Джей Ди; Имбри, Джон; Шеклтон, Нью-Джерси (1976). «Вариации орбиты Земли: кардиостимулятор ледниковых периодов». Наука . 194 (4270): 1121–1132. Бибкод : 1976Sci...194.1121H . дои : 10.1126/science.194.4270.1121 . ПМИД 17790893 . S2CID 667291 .
- Хейс, Джеймс Д. (1996). Шнайдер, Стивен Х. (ред.). Энциклопедия погоды и климата . Нью-Йорк: Издательство Оксфордского университета. стр. 507–508. ISBN 0-19-509485-9 .
- Лутгенс, Фредерик К.; Тарбак, Эдвард Дж. (1998). Атмосфера. Введение в метеорологию . Река Аппер-Сэддл, Нью-Джерси: Прентис-Холл. ISBN 0-13-742974-6 .
- Национальный исследовательский совет (1982). Солнечная изменчивость, погода и климат . Вашингтон, округ Колумбия: Издательство Национальной академии. п. 7. ISBN 0-309-03284-9 .
- Чионко, Родольфо Г. и Пабло Абуин. «О сигналах планетарного крутящего момента и субдекадных частотах в стоках крупных рек». Достижения в космических исследованиях 57.6 (2016): 1411–1425.
Внешние ссылки
[ редактировать ]- Страница NOAA, посвященная данным о воздействии на климат, включает (расчетные) данные об изменениях орбиты за последние 50 миллионов лет и на ближайшие 20 миллионов лет.
- Орбитальное моделирование, проведенное Варади, Гилом и Раннегаром (2003), дает еще один, немного отличающийся ряд данных об эксцентриситете орбиты.
