מהם מחזורי מילנקוביץ '?

מחזורי מילנקוביץ מתארים כיצד שינויים קלים יחסית בתנועת כדור הארץ משפיעים על האקלים של כדור הארץ. המחזורים נקראים על שם מילוטין מילנקוביץ ', אסטרופיזיקאי סרבי שהחל לחקור את הגורם לתקופות הקרח העתיקות של כדור הארץ בראשית שנות העשרים, על פי המוזיאון האמריקני להיסטוריה של הטבע (AMNH).

כדור הארץ חווה את עידן הקרח העדכני ביותר בתקופת הפליסטוקן, שנמשך לפני 2.6 מיליון שנה ועד לפני 11,700 שנה. במשך אלפי שנים בכל פעם, אפילו האזורים הממוזגים יותר בעולם היו מכוסים בקרחונים ויריעות קרח, כך על פי המוזיאון לפליאונטולוגיה באוניברסיטת קליפורניה.

כדי לקבוע כיצד כדור הארץ יכול לחוות שינויים כה גדולים באקלים לאורך זמן, שילב מילנקוביץ 'נתונים על הווריאציות של מיקום כדור הארץ עם ציר הזמן של עידן הקרח בתקופת הפליסטוקן. הוא בחן את הווריאציות של כדור הארץ במשך 600,000 השנים האחרונות וחישב את הכמויות המשתנות של קרינת השמש כתוצאה מפרמטרי המסלול המשתנים של כדור הארץ. בכך הצליח לקשר כמויות נמוכות יותר של קרינת השמש בקווי הרוחב הצפוניים הגבוהים לעידני הקרח האירופיים הקודמים, על פי AMNH.

החישובים והתרשימים של מילנקוביץ ', שפורסמו בשנות העשרים של המאה העשרים ומשמשים היום גם להבנת האקלים העבר והעתיד, הביאו אותו למסקנה כי ישנם שלושה מחזורי מיקום שונים, לכל אחד מהם אורך מחזור משלה, המשפיעים על האקלים בכדור הארץ: אקסצנטריות מסלול כדור הארץ, הטיה צירית כדור הארץ ונדנדת צירו.

אקסצנטריות

כדור הארץ מקיף את השמש בצורה אליפסה המכונה אליפסה, כאשר השמש נמצאת באחת משתי נקודות המוקד (מוקדים). אליפטיות היא מדד לצורת הסגלגל ומוגדרת על ידי היחס בין ציר הסמימיניור (אורך הציר הקצר של האליפסה) לציר הסמימור (אורך הציר הארוך של האליפסה), על פי סווינבורן אוניברסיטה. מעגל מושלם, בו שני המוקדים נפגשים במרכז, הוא בעל אליפטיות של 0 (אקסצנטריות נמוכה), ואליפסה הנדחקת כמעט לקו ישר היא בעלת אקסצנטריות של כמעט 1 (אקסצנטריות גבוהה).

מסלול כדור הארץ משנה מעט את האקסצנטריות שלו במהלך 100,000 שנה מכמעט 0 ל- 0.07 וחוזר חלילה, על פי מצפה הכוכבים של נאס"א. כאשר למסלול כדור הארץ יש אקסצנטריות גבוהה יותר, פני השטח של הפלנטה מקבלים קרינה סולארית של 20 עד 30 אחוז יותר כאשר הוא נמצא ב perihelion (המרחק הקצר ביותר בין כדור הארץ לשמש בכל מסלול) מאשר כאשר הוא נמצא באפליון (המרחק הגדול ביותר בין כדור הארץ ל שמש כל מסלול). כאשר למסלול כדור הארץ יש אקסצנטריות נמוכה, יש מעט מאוד הבדל בכמות הקרינה הסולארית שמתקבלת בין perihelion לאפליון.

כיום, האקסצנטריות של מסלול כדור הארץ היא 0.017. ב perihelion, המתרחש ב- 3 בינואר או בסביבתו בכל שנה, פני כדור הארץ מקבלים כ 6 אחוז יותר קרינת שמש מאשר באפיליון, המתרחש ב- 4 ביולי או בסביבתו.

הטיה צירית

הטיה של ציר כדור הארץ ביחס למישור מסלולו היא הסיבה שאנו חווים עונות. שינויים קלים בנטייה משנים את כמות הקרינה הסולארית הנופלת במקומות מסוימים בכדור הארץ, כך מדווח בלומינגטון באוניברסיטת אינדיאנה. במהלך כ- 41,000 שנה, הטיה של ציר כדור הארץ, המכונה גם זווית, משתנה בין 21.5 ל- 24.5 מעלות.

כאשר הציר בשיפועו המינימלי, כמות הקרינה הסולארית לא משתנה הרבה בין קיץ לחורף עבור חלק ניכר משטח כדור הארץ, ולכן עונות השנה פחות חמורות. המשמעות היא שהקיץ בעמודים הוא קריר יותר, המאפשר לשלג וקרח להתמיד במהלך הקיץ אל תוך החורף, ובסופו של דבר להתגבש ביריעות קרח אדירות.

כיום, כדור הארץ מוטה 23.5 מעלות, ויורד לאט, על פי EarthSky.

קדימה

כדור הארץ מתנדנד ממש מעט כשהוא מסתובב על צירו, בדומה למצב בו מתחיל להאט את ראשו. הנדנדה הזו, המכונה "פרנסיסיה", נגרמת בעיקר מכוח הכבידה של השמש והירח המושכים על הבליטה המשוונית של כדור הארץ. הנדנדה לא משנה את הטיה של ציר כדור הארץ, אבל הכיוון משתנה. על פי 26,000 שנה, כדור הארץ מסתובב במעגל שלם, על פי אוניברסיטת וושינגטון.

כעת, ובמשך אלפי השנים האחרונות, ציר כדור הארץ מכוון צפונה פחות או יותר לעבר פולאריס, המכונה גם הכוכב הצפוני. אבל הנדנדה ההדרגתית הדרגתית של כדור הארץ פירושה שפוליאריס היא לא תמיד כוכב הצפון. לפני כ -5,000 שנה מכוון כדור הארץ יותר לכוכב אחר, שנקרא תובין. ובעוד כ- 12,000 שנה, הציר יעבור קצת יותר סביב מעגל קודמותו ויצביע לכיוון Vega, שיהפוך לכוכב הצפוני הבא.

ככל שכדור הארץ מסיים מעגל קדם-רצון, האוריינטציה של כדור הארץ משתנה ביחס לפרהליון ואפליון. אם חצי כדור מחודד לכיוון השמש במהלך perihelion (המרחק הקצר ביותר בין כדור הארץ לשמש), הוא יופנה במהלך אפליון (המרחק הגדול ביותר בין כדור הארץ לשמש), וההיפך הוא הנכון לגבי חצי הכדור האחר. ההמיספרה שמכוונת אל השמש במהלך perihelion והרחקה במהלך האפיליון חווה ניגודים עונתיים קיצוניים יותר מאשר ההמיספרה השנייה.

נכון לעכשיו, הקיץ של חצי הכדור הדרומי מתרחש ליד perihelion והחורף ליד aphelion, מה שאומר שהחצי הכדור הדרומי חווה עונות קיצוניות יותר מאשר חצי הכדור הצפוני.

נוסף משאבים: