Milankovitch cikli apraksta, kā relatīvi nelielas Zemes kustības izmaiņas ietekmē planētas klimatu. Cikli nosaukti Serbijas astrofiziķim Milutinam Milankovičam, kurš 1900. gadu sākumā sāka pētīt Zemes seno ledus laikmetu cēloni, liecina Amerikas Dabas vēstures muzeja (AMNH) dati.
Zeme piedzīvoja pēdējos ledus laikmetus pleistocēna laikmetā, kas ilga no 2,6 miljoniem gadu līdz 11 700 gadiem. Tūkstošiem gadu laikā pat mērenākos zemeslodes reģionus klāja ledāji un ledus loksnes, liecina Kalifornijas Universitātes paleontoloģijas muzeja dati.
Lai noteiktu, kā Zeme laika gaitā varētu izjust tik milzīgas klimata izmaiņas, Milankovičs apvienoja datus par Zemes stāvokļa variācijām ar ledus laikmetu laika grafiku Pleistocēna laikā. Viņš pētīja Zemes variācijas pēdējos 600 000 gadu un aprēķināja dažādos saules starojuma daudzumus, pateicoties Zemes mainīgajiem orbītas parametriem. To darot, viņš spēja saistīt zemāku saules starojuma daudzumu augstos ziemeļu platuma grādos ar iepriekšējiem Eiropas ledus laikmetiem, liecina AMNH.
Milankoviča aprēķini un diagrammas, kas tika publicēti 20. gadsimta 20. gados un joprojām tiek izmantoti šodien, lai izprastu pagātnes un nākotnes klimatu, lika viņam secināt, ka ir trīs dažādi pozicionālie cikli, katrs ar savu cikla garumu, kas ietekmē Zemes klimatu: Zemes orbītas ekscentriskums, planētas ass slīpums un tās ass viļņošanās.
Ekscentriskums
Zeme riņķo ap sauli ovālas formas formā, ko sauc par elipsi, un saule atrodas vienā no diviem fokusa punktiem (perēkļiem). Eliptiskums ir ovāla formas mērs un to nosaka ar pusminora ass (elipses īsās ass garuma) un semimajor ass (elipses garās ass garuma) attiecību atbilstoši Swinburne Universitāte. Perfektam aplim, kurā divi perēkļi satiekas centrā, ir eliptisks 0 (zems ekscentriskums), un elipsei, kas tiek sašķelta gandrīz taisnā līnijā, ekscentriskums ir gandrīz 1 (augsta ekscentriskums).
Zemes orbīta nedaudz maina ekscentriskumu 100 000 gadu laikā no gandrīz 0 līdz 0,07 un atkal atpakaļ, liecina NASA Zemes novērošanas centra dati. Kad Zemes orbītā ir lielāka ekscentriskums, planētas virsma saņem par 20 līdz 30 procentiem vairāk saules starojuma, kad tā atrodas perihēlijā (īsākais attālums starp Zemi un sauli katrā orbītā) nekā tad, kad tā atrodas afērā (lielākais attālums starp Zemi un saule katrā orbītā). Kad Zemes orbītā ir zema ekscentriskums, saules starojuma daudzumā, kas tiek uztverts starp periēliju un afēliju, ir ļoti maza atšķirība.
Mūsdienās Zemes orbītas ekscentriskums ir 0,017. Perifērijā, kas notiek katru gadu 3. janvārī vai ap to, Zemes virsma saņem apmēram par 6 procentiem vairāk saules starojuma nekā afērijā, kas notiek 4. jūlijā vai ap to.
Aksiālais slīpums
Zemes ass slīpums attiecībā pret tās orbītas plakni ir iemesls, kāpēc mēs piedzīvojam gadalaiku. Nelielas izmaiņas slīpumā maina saules starojuma daudzumu, kas krīt uz noteiktām Zemes vietām, vēsta Indiānas Universitātes Blūmingtona dati. Apmēram 41 000 gadu laikā Zemes ass slīpums, kas pazīstams arī kā slīpums, svārstās starp 21,5 un 24,5 grādiem.
Kad ass ir minimālā slīpumā, saules starojuma daudzums no vasaras līdz ziemai daudz nemainās Zemes virsmā, un tāpēc gadalaiki ir mazāk smagi. Tas nozīmē, ka vasara pie poliem ir vēsāka, kas ļauj sniegam un ledam noturēties visu vasaru un ziemu, galu galā izveidojoties milzīgām ledus loksnēm.
Mūsdienās Zeme ir sasvērusies par 23,5 grādiem un lēnām samazinās, vēsta EarthSky.
Precesija
Zeme viļņojas nedaudz, tiklīdz tā griežas uz savas ass, līdzīgi kā tad, kad vērpjošā virsotne sāk palēnināties. Šo vobleru, ko sauc par precesiju, galvenokārt izraisa saules un mēness smagums, kas velk uz Zemes ekvatoriālajām izspiestajām vietām. Voblers nemaina Zemes ass slīpumu, bet mainās orientācija. Saskaņā ar Vašingtonas štata universitātes datiem Zeme vairāk nekā 26 000 gadu laikā vicinās pilnā lokā.
Tagad un pēdējos vairākus tūkstošus gadu Zemes ass ir bijusi vērsta uz ziemeļiem vairāk vai mazāk pret Polaris, kas pazīstama arī kā Ziemeļzvaigzne. Bet Zemes pakāpeniskais precesijas viļņošanās nozīmē, ka Polaris ne vienmēr ir Ziemeļzvaigzne. Apmēram pirms 5000 gadiem Zeme bija vairāk vērsta uz citu zvaigzni, kuru sauca par Thubinu. Un aptuveni 12 000 gadu laikā ass būs mazliet apbraukusi savu precesijas apli un norādīs uz Vega, kas kļūs par nākamo Ziemeļzvaigzni.
Kad Zeme pabeidz precesijas ciklu, planētas orientācija tiek mainīta attiecībā pret perihelionu un afelionu. Ja puslode periheliona laikā ir vērsta pret sauli (īsākais attālums starp Zemi un sauli), tad afeliones laikā tā tiks vērsta (lielākais attālums starp Zemi un sauli), un pretējā puslode ir pretēja. Puslode, kas ir vērsta pret sauli perifērijas laikā un prom afelijas laikā, piedzīvo daudz ekstrēmākus sezonālos kontrastus nekā otra puslode.
Pašlaik dienvidu puslodes vasara notiek netālu no periēlija un ziemā netālu no afēlija, kas nozīmē, ka dienvidu puslodē gadalaiki ir ekstrēmāki nekā ziemeļu puslodē.
Papildu resursiem:
