Особенности орбитального движения Земли

Cербский геофизик М. Миланкович в 1920 г. выделил три параметра движения Земли, которые могут влиять на количество поступающей солнечной радиации: прецессия, нутация и орбита Земли.

Прецессия. Этот эффект можно наблюдать при вращении волчка, ось которого ось описывает конус. С земной осью происходит то же самое. Период ее прецессии составляет около 26 тыс. лет. Сейчас Земля наклонена так, что в январе, когда южное полушарие повернуто к Солнцу, велико отражение солнечной радиации льдами Антарктиды. Через 13 тыс. лет в январе к Солнцу будет повернуто северное полушарие и отражение уменьшится, а потому может произойти потепление.

Нутация – это колебания угла наклона земной оси. Сейчас ось наклонена на 23° к плоскости земной орбиты. Каждую 41 тыс. лет под влиянием Луны и Юпитера угол наклона уменьшается до 22° и затем вновь возрастает до 23°.

Изменение формы орбиты. Из-за притяжения планет форма земной орбиты со временемменяется от почти круговой до эллиптической. При этом максимальное удаление от Солнца увеличивается примерно на 5 млн км. Периодичность таких изменений около 93 тыс. лет.

Рассчитав совместное влияние трех факторов, Миланкович определил периоды, в которые те или иные широтные зоны Земли получают наименьшее количество солнечного излучения и могут подвергаться оледенению. Проведенное в 1976 г. изучение глубоководных осадков подтвердило флуктуации объема льда с периодичностью в 100, 41, 24, 22 и 19 тыс. лет. Позднее было установлено, что периоды оледенения не в полной мере соответствуют модели Миланковича. Например, время образования коралловых террас, связанное с изменением уровня моря при оледенениях, указывает на период примерно 136 тыс. лет. Нет полного понимания и некоторых других соотношений. Таким образом, влияние астрономических причин на климат более сложное.

Солнечная энергия

На квадратный километр поверхности Земли поступает около 17 500 кДж. Около 30% этой энергии отражается в космос, остальная энергия определяет климат Земли. Поток солнечной энергии на Землю постепенно увеличивается, но скорость изменение составляет около 5% за 1 млрд лет.

Вулканы

Образующиеся при извержении вулкана аэрозоли и серосодержащие газы могут заметно ослаблять поток солнечной радиации, почти не изменяя инфракрасное излучение Земли в мировое пространство.

Сведения о температуре за 1601—1900 гг., полученные по толщине колец деревьев на территории США, свидетельствуют, что после извержений вулканов температура понижается. Отмеченная закономерность проявляется не всегда. В 1982 г. при извержении вулкана Эль-Чичон в Мексике высота выброса серосодержащих газов и аэрозолей составила более 28 км, масса была не менее 20 Мт. После извержения температуры в Северном полушарии повысилась, особенно зимой. Это свидетельствует о значительной роли других механизмов изменении температуры, например, перестройка циркуляций в атмосфере.