Наклон орбиты. Что вызывает изменение климата Земли? Форма орбиты вращения Земли вокруг Солнца
НАКЛОН ОРБИТЫ
характеристика ориентации орбиты небесного тела в пространстве; двугранный угол между плоскостью этой орбиты и основной координатной плоскостью (плоскостью эклиптики, для искусственного спутника Земли - плоскостью экватора Земли).
Большой энциклопедический словарь. 2012
Смотрите еще толкования, синонимы, значения слова и что такое НАКЛОН ОРБИТЫ в русском языке в словарях, энциклопедиях и справочниках:
- НАКЛОН ОРБИТЫ
орбиты наклонение, наклонность орбиты, величина (элемент орбиты), характеризующая ориентацию орбиты небесного тела в пространстве; угол между плоскостью орбиты … - НАКЛОН ОРБИТЫ в Современном толковом словаре, БСЭ:
характеристика ориентации орбиты небесного тела в пространстве; двугранный угол между плоскостью этой орбиты и основной координатной плоскостью (плоскостью эклиптики, для … - НАКЛОН в Энциклопедическом словаре:
, -а, м. 1. см. наклонить, -ся. 2. Положение, среднее между отвесным и горизонтальным; покатая поверхность. Небольшой н. Н. орбиты … - НАКЛОН в Большом российском энциклопедическом словаре:
НАКЛ́ОН ОРБИТЫ, характеристика ориентации орбиты небесного тела в пространстве; двугранный угол между плоскостью этой орбиты и осн. координатной плоскостью (плоскостью … - НАКЛОН в Полной акцентуированной парадигме по Зализняку:
накло"н, накло"ны, накло"на, накло"нов, накло"ну, накло"нам, накло"н, накло"ны, накло"ном, накло"нами, накло"не, … - НАКЛОН в Словаре для разгадывания и составления сканвордов:
"Поза" пизанской … - НАКЛОН в Тезаурусе русской деловой лексики:
Syn: склон, … - НАКЛОН в Тезаурусе русского языка:
Syn: склон, … - НАКЛОН в Словаре синонимов Абрамова:
(крутой, отлогий, пологий), крен, кручь, откос, покат, скат, склон, спуск, наклонение, отлогость, покатость, пологость; косогор, крутизна, стремнина; подъем. "Под самой … - НАКЛОН в словаре Синонимов русского языка:
дифферент, кивок, крен, крутизна, кручь, наклонение, покат, пологость, синеклиза, склонение, … - НАКЛОН в Новом толково-словообразовательном словаре русского языка Ефремовой:
м. 1) Действие по знач. глаг.: наклонять, наклонить. 2) а) Положение тела под углом между горизонтальной и вертикальной плоскостью. б) … - НАКЛОН в Словаре русского языка Лопатина:
накл`он, … - НАКЛОН в Полном орфографическом словаре русского языка:
наклон, … - НАКЛОН в Орфографическом словаре:
накл`он, … - НАКЛОН в Словаре русского языка Ожегова:
положение, среднее между отвесным и горизонтальным; покатая поверхность Небольшой н. Н. орбиты (спец.). Скатываться по наклону. наклон <= наклонить, … - НАКЛОН в Толковом словаре русского языка Ушакова:
наклона, м. 1. Положение между отвесным и горизонтальным; острый угол, образуемый какой-н. плоскостью с горизонтом. Помост образует наклон. 2. поверхность, … - НАКЛОН в Толковом словаре Ефремовой:
наклон м. 1) Действие по знач. глаг.: наклонять, наклонить. 2) а) Положение тела под углом между горизонтальной и вертикальной плоскостью. … - НАКЛОН в Новом словаре русского языка Ефремовой:
м. 1. действие по гл. наклонять, наклонить 2. Острый угол, образуемый какой-либо плоскостью с горизонтом. отт. Движение тела в гимнастике. … - НАКЛОН в Большом современном толковом словаре русского языка:
м. 1. процесс действия по гл. наклонять 1., наклонить 1. 2. Результат такого действия; движение тела в гимнастике. 3. Острый … - ЭЛЕМЕНТЫ ОРБИТЫ в Большой советской энциклопедии, БСЭ:
орбиты в астрономии, система величин (параметров), определяющих ориентацию орбиты небесного тела в пространстве, её размеры и форму, а также положение … - ОРБИТЫ НЕБЕСНЫХ ТЕЛ в Большой советской энциклопедии, БСЭ:
небесных тел, траектории, по которым движутся небесные тела в космическом пространстве. Формы О. н. т. и скорости, с которыми … - ОРБИТЫ ИСКУССТВЕННЫХ КОСМИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ в Большой советской энциклопедии, БСЭ:
искусственных космических объектов, траектории движения космических аппаратов (КА). Отличаются от орбит небесных тел естеств. происхождения главным образом наличием активных … - УСКОРИТЕЛИ ЗАРЯЖЕННЫХ ЧАСТИЦ в Большой советской энциклопедии, БСЭ:
заряженных частиц - устройства для получения заряженных частиц (электронов, протонов, атомных ядер, ионов) больших энергий. Ускорение производится с помощью электрического … - СОЛНЕЧНАЯ СИСТЕМА в Большой советской энциклопедии, БСЭ:
система, система небесных тел (Солнце, планеты, спутники планет, кометы, метеорные тела, космическая пыль), двигающихся в области преобладающего гравитационного влияния Солнца. … - ПОРОКИ ДРЕВЕСИНЫ в Большой советской энциклопедии, БСЭ:
древесины, особенности и недостатки отдельных участков древесины, ухудшающие её свойства и ограничивающие возможности её использования. П. д. возникают в … - ЛУНА (СПУТНИК ЗЕМЛИ) в Большой советской энциклопедии, БСЭ:
единственный естественный спутник Земли и ближайшее к нам небесное тело; астрономический знак. Движение Луны. Л. движется вокруг Земли со … - ЛУНА в Большой советской энциклопедии, БСЭ:
наименование советской программы исследований Луны и серии автоматических межпланетных станций (АМС), запускаемых в СССР к Луне начиная с 1959. Первое … - ЛЕДОКОЛ в Большой советской энциклопедии, БСЭ:
судно, предназначенное для плавания во льдах с целью поддержания навигации в замерзающих бассейнах. Основное назначение Л. - разрушение ледяного покрова … - КОМЕТЫ в Большой советской энциклопедии, БСЭ:
(от греч. kometes - звезда с хвостом, комета; буквально-длинноволосый), тела Солнечной системы, имеющие вид туманных объектов обычно со светлым сгустком … - ИСКУССТВЕННЫЕ СПУТНИКИ ЛУНЫ в Большой советской энциклопедии, БСЭ:
Спутники Луны (ИСЛ), космические летательные аппараты, выведенные на орбиты вокруг Луны; движение ИСЛ определяется главным образом притяжением Луны. Первый ИСЛ … - ИСКУССТВЕННЫЕ СПУТНИКИ ЗЕМЛИ в Большой советской энциклопедии, БСЭ:
Спутники Земли (ИСЗ), космические летательные аппараты, выведенные на орбиты вокруг Земли и предназначенные для решения научных и прикладных задач. Запуск … - ЗЕМЛЯ (ПЛАНЕТА) в Большой советской энциклопедии, БСЭ:
(от общеславянского зем - пол, низ), третья по порядку от Солнца планета Солнечной системы, астрономический знак Å или, +. I. … - ДВОЙНЫЕ ЗВЁЗДЫ в Большой советской энциклопедии, БСЭ:
звёзды, две звезды, близкие друг другу в пространстве и составляющие физическую систему, компоненты которой связаны силами взаимного тяготения. Компоненты обращаются … - АСТРОДИНАМИКА в Большой советской энциклопедии, БСЭ:
(от астро- и динамика) , наиболее употребительное название раздела небесной механики, посвященного изучению движения искусственных небесных тел - … - ФИЗИЧЕСКАЯ АСТРОНОМИЯ
так называлась со времен Кеплера совокупность сведений и теорий о строении и действительном движении в пространстве небесных светил в противоположность … - ТЯГОТЕНИЕ в Энциклопедическом словаре Брокгауза и Евфрона:
Закон Ньютона всемирного Т. может быть формулирован следующим образом: каждый атом взаимодействует с каждым другим атомом, при этом сила взаимодействия … - ТЕПЛИЦЫ И ОРАНЖЕРЕИ
- ТАВРИЧЕСКАЯ ГУБЕРНИЯ в Энциклопедическом словаре Брокгауза и Евфрона:
I самая южная из губерний Европейской России, лежит между 47°42" и 44°25" с. ш. и 49°8" и 54°32" в. д. … - СОЛНЕЧНАЯ СИСТЕМА в Энциклопедическом словаре Брокгауза и Евфрона:
Истинное понятие о С. системе, как о совокупности планет и других небесных тел, движущихся по известным законам вокруг Солнца, составилось … - МАТКА в Энциклопедическом словаре Брокгауза и Евфрона.
- ЛУНА, СПУТНИК ЗЕМЛИ в Энциклопедическом словаре Брокгауза и Евфрона:
ближайшее к нам небесное тело. Среднее расстояние Л. от Земли равно 60,27 экваториальным радиусам Земли. Средний экваториальный горизонтальный параллакс (см.) … - ЛЕСОПИЛЬНОЕ ПРОИЗВОДСТВО в Энциклопедическом словаре Брокгауза и Евфрона.
- КРИЧНЫЙ ПЕРЕДЕЛ в Энциклопедическом словаре Брокгауза и Евфрона.
- КОМЕТЫ в Энциклопедическом словаре Брокгауза и Евфрона:
(от??????? — волосатая звезда). — Небесные светила, представляющиеся обыкновенно не резко ограниченной туманностью, называемой головой кометы, внутри которой различают … - ИСПАНСКИЙ ЯЗЫК в Энциклопедическом словаре Брокгауза и Евфрона:
принадлежит к числу романских и происходит от латинского, смешавшегося со многими другими элементами. Язык первоначальных жителей Испании (см. Иберия) погиб … - ИСПАНСКИЙ в Энциклопедическом словаре Брокгауза и Евфрона:
Испанский язык - принадлежит к числу романских и происходить отлатинского, смешавшегося со многими другими элементами. Языкпервоначальных жителей Испании погиб во … - АСТЕРОИДЫ в Энциклопедическом словаре Брокгауза и Евфрона:
I (планетоиды, малые планеты) — суть тела, обращающиеся около солнца, подобно большим планетам, и находящиеся в промежутке между Марсом и …
Есть ещё серьёзный довод против облака Оорта. Это НАКЛОНЫ кометных орбит к плоскости эклиптики (она почти совпадает с плоскостью орбиты Юпитера и других крупных планет). Наклоны эти в основном небольшие, больших наклонов мало, а должно быть примерно поровну. Давайте разберемся в этом вопросе.
Орбитальная скорость в облаке Оорта (100 тысяч а. е.) примерно 100 м/сек. Скорость вылета там из Солнечной системы, соответственно, 140 м/сек. Чтобы комета смогла проникнуть в глубь Солнечной системы и долететь до орбиты Юпитера, её скорость (точнее, проекция скорости перпендикулярная направлению на Солнце) должна быть меньше 1 м/сек. Если скорость будет равна 1 м/сек, то вблизи орбиты Юпитера эта скорость возрастет (закон сохранения момента импульса) в 20 тысяч раз и станет равной 20 км/сек. А должна равняться 18 км/сек.
Давайте ещё раз вспомним традиционный путь кометы. 4,5 миллиарда лет назад она формируется. Затем совершает гравитационный манёвр вблизи Юпитера и вылетает в облако Оорта. Её скорость в облаке уменьшается примерно до 1 м/сек. Затем проходящая звезда (или несколько звёзд) увеличивают скорость кометы примерно до 100 м/сек. Затем другая проходящая звезда (или несколько звёзд) опять уменьшают эту скорость примерно до 1 м/сек. И комета начинает движение к Юпитеру.
Простой вопрос: КУДА будет направлена скорость кометы, когда она уменьшится до 1 м/сек? Будет ли вектор этой скорости снова лежать в плоскости эклиптики?
Нет, конечно.
После случайного роста до 100 м/сек и обратного также случайного уменьшения до 1 м/сек, направление этой маленькой скорости будет ПРОИЗВОЛЬНЫМ. У неё будет некоторый СЛУЧАЙНЫЙ угол относительно плоскости эклиптики. Поэтому после гравитационного маневра с Юпитером орбита кометы будет иметь некий СЛУЧАЙНЫЙ НАКЛОН относительно плоскости эклиптики.
Итак, сравниваем две версии происхождения комет.
1. Кометы прилетают из облака Оорта. В этом случае наклоны их орбит носят случайный характер. Углы наклонов распределены более-менее равномерно от 0 до 180 градусов.
2. Кометы выбрасываются из системы Юпитера. В этом случае кометы будут иметь преимущественно ПРЯМОЕ движение с небольшими углами, из-за достаточно высокой орбитальной скорости Юпитера. Большие углы наклона и даже обратные – возможны, но МАЛОВЕРОЯТНЫ.
Опять смотрим в Википедию на таблицу короткопериодических комет:
https://en.wikipedia.org/wiki/List_of_periodic_comets
В этой таблице более сотни комет. Я нажал на кнопку «наклонение» и кометы выстроились от самого большего наклонения до самого маленького. Вот что теперь представляет верхняя часть таблицы (см. фото выше). Обратное движение (угол наклона больше 90 градусов) имеют только ТРИ кометы (подчеркнуты красным). Большой угол наклона (от 45 до 90 градусов) имеют тоже только ТРИ кометы (подчеркнуто желтым). Средний угол наклона (от 30 до 40 градусов) имеют уже СЕМЬ комет (подчеркнуто зеленым).
Вот часть таблицы чуть ниже:
Здесь углы наклона от 30 до 20 градусов. Таких комет уже ДВАДЦАТЬ ДЕВЯТЬ.
А вот фрагмент таблицы еще ниже:
Мы видим, что в диапазоне всего одного градуса (от 8 до 9 градусов) существует 18 комет.
Итак, распределение наклонов кометных орбит убедительно доказывает: эти кометы НЕ МОГЛИ прилететь из облака Оорта. Следовательно, они были выброшены из системы Юпитера.
Все открытые до сих пор астероиды обладают прямым движением: они движутся вокруг Солнца в ту же сторону, что и большие планеты (i
Границы кольца несколько условны: пространственная плотность астероидов (число астероидов в единице объема) падает по мере удаления от центральной части. Если по мере движения астероида по орбите упомянутую плоскость zr вращать (вокруг оси, перпендикулярной плоскости эклиптики и проходящей через Солнце) вслед за астероидом (так, чтобы он все время оставался в этой плоскости), то астероид за один оборот опишет в этой плоскости некоторую петлю.
Большая часть подобных петель лежит в пределах заштрихованной области, как у Цереры и Весты, движущихся по мало эксцентричным и мало наклоненным орбитам. У немногих астероидов из-за значительного эксцентриситета и наклона орбиты петля, как у Паллады (i=35o), выходит за пределы этой области или даже целиком лежит вне ее, как у атонцев. Поэтому астероиды встречаются и вдали за пределами кольца
Объем пространства, занятого кольцом-тором, где движется 98 % всех астероидов, огромен — около 1,6 1026 км3. Для сравнения укажем, что объем Земли составляет всего 1012 км3 Большие полуоси орбит астероидов, принадлежащих кольцу, заключены в интервале от 2,2 од 3,2 а. е. Астероиды движутся по орбитам с линейной (гелиоцентрической) скоростью около 20 км/с, затрачивая на один оборот вокруг Солнца от 3 до 9 лет.
Их среднесуточное движение заключено в пределах 400-1200» Эксцентричность этих орбит невелики — от 0 до 0,2 и редко превышает 0,4. Но даже при очень малом эксцентриситете, всего в 0,1, гелиоцентрическое расстояние астероида во время движения по орбите меняется на несколько десятых долей астрономической единицы, а при e=0,4 на 1,5 — 3 а. е., в зависимости от размеров орбиты Наклон орбит к плоскости эклиптики составляют обычно от 5° до 10°.
Но при наклоне в 10° астероид может отклониться от плоскости эклиптики примерно на 0,5 а. е., при наклоне 30° отходить от нее на 1,5 а.е По среднесуточному движению астероиды принято делить на пять групп. Многочисленные по составу группы I, II и III включают астероиды, движущиеся, соответственно, во внешней (наиболее удаленной от Солнца), центральной и внутренней зонах кольца.
В центральной зоне преобладают астероиды сферической подсистемы, тогда как во внутренней зоне 3/4 астероидов являются членами плоской системы. По мере перехода от внутренней зоны к внешней становиться все больше круговых орбит: в группе III эксцентриситет e
Сохранились лишь тела на менее эксцентричных орбитах, недостижимые для этого гиганта Солнечной системы. Все астероиды кольца находятся, если так можно выразиться, в безопасной зоне. Но и они все время испытывают возмущения со стороны планет. Самое сильное воздействие на них оказывает, конечно, Юпитер. Поэтому их орбиты непрерывно меняются. Если быть совсем строгими, то нужно сказать, что путь астероида в пространстве представляет собой не эллипсы, а незамкнутые квазиэллиптические витки, укладывающиеся радом друг с другом. Лишь изредка — при сближении с планетой — витки заметно отклоняются один от другого Планеты возмущают, конечно, движение не только астероидов, но и друг друга. Однако возмущения, испытываемые самими планетами, малы и не меняют структуры Солнечной системы.
Они не могут привести к столкновению планет друг с другом. С астероидами дело обстоит иначе. Из-за больших эксцентриситетов и наклонов орбит астероидов под действием планетных возмущений меняются довольно сильно даже в том случае, если не происходит сближений с планетами. Астероиды отклоняются со своего пути то в одну, то в другую сторону. Чем дальше, тем больше становятся эти отклонения: ведь планеты непрерывно «тянут» астероид, каждая к себе, но сильнее всех Юпитер.
Наблюдения астероидов охватывают еще слишком малые промежутки времени, чтобы можно было выявить существенные изменения орбит большинства астероидов, за исключением отдельных редких случаев. Поэтому наши представления об эволюции их орбит основаны на теоретических соображениях. Коротко они сводятся к следующему Орбита каждого астероида колеблется около своего среднего положения, затрачивая на каждое колебание несколько десятков или сотен лет. Синхронно меняются с небольшой амплитудой ее полуось, эксцентриситет и наклон. Перигелий и афелий то приближаются к Солнцу, то удаляются от него. Эти колебания включаются как составная часть в колебания большего периода — тысячи или десятки тысяч лет.
Они имеют несколько другой характер. Большая полуось не испытывает дополнительных изменений. Зато амплитуды колебаний эксцентриситета и наклона могут быть намного больше. При таких масштабах времени можно уже не рассматривать мгновенных положений планет на орбитах: как в ускоренном фильме астероид и планета оказываются как бы размазанными по своим орбитам.
Становится целесообразным рассматривать их как гравитирующие кольца. Наклон астероидного кольца к плоскости эклиптики, где находятся планетные кольца — источник возмущающих сил, — приводит к тому, что астероидное кольцо ведет себя подобно волчку или гироскопу. Только картина оказывается более сложной, потому что орбита астероида не является жесткой и ее форма меняется с течением времени. Орбита астероида вращается так, что нормаль к ее плоскости, восстановленная в том фокусе, где находится Солнце, описывает конус При этом линия узлов вращается в плоскости эклиптики с более или менее постоянной скоростью по часовой стрелке. В течение одного оборота наклонение, эксцентриситет, перигелийное и афелийное расстояния испытывают два колебания.
Когда линия узлов совпадает с линией аспид (а это случается дважды за один оборот), наклон оказывается максимальным, а эксцентриситет минимальным. Форма орбиты становится ближе к круговой, малая полуось орбиты увеличивается, перигелий максимально отодвинут от Солнца, а афелий приближен к нему (поскольку q+q’=2a=const). Затем линия узлов смещается, наклон уменьшается, перигелий движется к Солнцу, афелий — прочь от него, эксцентриситет растет, а малая полуось орбиты сокращается. Экстремальные значения достигаются, когда линия узлов оказывается перпендикулярной линии аспид. Теперь перигелий расположен ближе всего к Солнцу, афелий дальше всего от него, и обе эти точки сильнее всего отклоняются от эклиптики.
Исследования эволюции орбит на длительных промежутках времени показывают, что описанные изменения включаются в изменения еще большего периода, происходящие с еще большими амплитудами колебаний элементов, причем в движение включается и линия аспид. Итак, каждая орбита непрерывно пульсирует, да и к тому же еще и вращается. При малых e и i их колебания происходят с малыми амплитудами. Почти круговые орбиты, лежащие к тому же вблизи плоскости эклиптики, меняются едва заметно.
У них все сводится к легкой деформации и слабому отклонению то одной, то другой части орбиты от плоскости эклиптики. Но чем больше эксцентриситет и наклон орбиты, тем сильнее проявляются возмущения на больших промежутках времени Таким образом, планетные возмущения приводят к непрерывному перемешиванию орбит астероидов, а стало быть, и к перемешиванию движущихся по ним объектов. Это дает возможным столкновения астероидов друг с другом. За минувшие 4,5 млрд. лет, с тех пор как существуют астероиды, они испытали много столкновений друг с другом. Наклоны и эксцентриситеты орбит приводят к непараллельности их взаимных движений, и скорость, с которой астероиды проносятся один мимо другого (хаотичная компонента скорости), в среднем составляет около 5 км/с. Столкновения с такими скоростями ведут к разрушению тел.
Новая версия, объясняющая наклон орбиты нашего спутника!
Два исследователя из Обсерватории Лазурного берега во Франции Каве Пахлеван и Алессандро Морбиделли выдвинули новую теорию, согласно которой молодая Луна вышла из своей первоначальной плоскости орбиты под тяжестью крупных объектов, пролетающих мимо.
Ученые уже давно считают, что Луна появилась после того, как объект размером с Марс врезался в молодую Землю и вырвал в космическое пространство огромное количество мусора, который объединился и стал спутником нашей планеты. В результате такого несколько хаотичного процесса, вопреки законам физики, наклон Луны составляет не более одного градуса. Впервые ученые дали объяснение данному феномену.
Полное солнечное затмение происходит на Земле примерно раз в год-полтора. Но представьте себе, если бы это происходило каждый месяц. Для этого, чтобы это было так, Луна должна находится на орбите Земли в той же плоскости, в которой Земля путешествует вокруг Солнца — таким образом, новая луна всегда будет проходить непосредственно между нами и Солнцем. Вместо этого, лунная орбита вокруг Земли находится в несколько иной плоскости, которая наклонена на 5 градусов по отношению к плоскости Солнечной системы. Но раньше наклон был еще больше — около 4,5 млрд лет назад, когда Луна только образовалась и не провела много времени под влиянием приливов Земли, наклон был на 10 градусов.
Каве Пахлеван и Алессандро Морбиделли составили компьютерную модель для того, чтобы оценить эффект пролетающих мимо Луны объектов в течение первых 100 миллионов лет. Они обнаружили, что ни один объект не был бы достаточно большим, чтобы дергать Луну из ожидаемой орбитальной плоскости сам по себе. Но тяжесть многих объектов в совокупности могла бы этому поспособствовать. Эта теория не только объясняет странный наклон Луны, но также объясняет обилие некоторых металлов в земной коре — особенно золота и платины.
Так Робин Кануп из научно-исследовательского института в Боулдере (США) объяснил в своем эссе, что оба этих драгоценных металла имеют «сильные химические сходства с железом». Если эти элементы присутствовали в период начала существования Земли, железо, которое затонуло в ядре планеты затянуло бы золото и платину вместе с ним. Но достаточное количество драгоценных металлов находится на поверхности, а значит, согласно его теории, прибыло сюда после того, как сформировалось ядро.
«В самом деле, эти металлы, вероятно, были доставлены на нашу планету при помощи больших космических объектов, которые представляли собой остатки образующих внутреннюю составляющую других планет», — написала Кануп, изучающая происхождение Солнечной системы. «Если было много небольших объектов, некоторые из них должны были столкнуться с Луной и оставить золото и платину там. Относительная нехватка этих драгоценных металлов на Луне убедительно свидетельствует о том, что на Землю попало несколько крупных объектов, а не много маленьких».
В целом, данные об этих металлах предоставляют собой убедительное доказательство в поддержку теории Пахлеван и Морбиделли, о том что космические тела, проходящие мимо молодой Луны изменили плоскость орбиты нашего спутника.
Что вызывает изменение климата Земли?
Астроном Милютин Миланкович (1879-1958) изучал изменение орбиты вращения Земли вокруг Солнца и наклон оси нашей планеты. Он предположил, что циклически происходящие изменения между ними являются причиной долгосрочной смены климата.
Изменение климата – сложный процесс, на него влияют многие факторы. Основной из них – взаимосвязь Земли и Солнца.
Миланкович изучал три фактора:
Изменение наклона земной оси;
Отклонения в форме орбиты вращения Земли вокруг Солнца;
Прецессию изменения положения наклона оси по отношению к орбите. .
|
|
Отклонение земной оси. |
Изменение орбиты Земли. |
Земля Земля без смены времен года, наклон оси 0°. |
|
Конец июня: лето в Северном полушарии, зима – в Южном. |
|
Конец декабря: лето в Северном полушарии, зима – в Южном. |
Наклон земной оси
Если бы наклона оси не было, то у нас не было бы времен года, а день и ночь в течение всего года длились бы одинаково. Количество солнечной энергии, достигающей определенной точки Земли, было бы постоянным. Сейчас ось планеты находится под углом 23,5°. Летом (с июня) в Северном полушарии оказывается так, что северные широты получают больше света, чем Южные. Дни становятся длиннее, а положение солнца – выше. В то же время в Южном полушарии – зима. Дни – короче, а солнце – ниже.
Спустя полгода Земля переходит по своей орбите на противоположную сторону Солнца. Наклон остается таким же. Теперь лето в Южном полушарии, дни дольше, а света – больше. В Северном полушарии сейчас зима.
Миланкович предположил, что наклон земной оси не всегда равен 23,5°. Время от времени происходят колебания. Он подсчитал, что изменения лежат в интервале от 22,1° до 24,5°, повторяется это с периодом в 41 000 лет. Когда наклон меньше, то летом температура ниже обычного, а зимой – выше. При увеличении наклона наблюдаются более экстремальные климатические условия.
Как все это влияет на климат? Даже при увеличении температуры зимой все равно достаточно холодно для снега в удаленных от экватора областях. Если лето холодное, то, возможно, что снег зимой в высоких широтах так же будет таять медленнее. Год за годом он будет наслаиваться, образуя ледник.
В сравнении с водой и сушей, снег отражает больше солнечной энергии в космос, вызывая дополнительное похолодание. С этой точки зрения, здесь имеет место механизм положительной обратной связи. Вследствие понижения температуры дополнительно накапливается снег и увеличиваются ледники. Отражение со временем увеличивается, а температура снижается, и так далее. Возможно, именно так начинались ледниковые периоды.
Форма орбиты вращения Земли вокруг Солнца
Второй изучаемый Миланковичем фактор – форма орбиты вращения Земли вокруг Солнца. Орбита имеет не идеально круглую форму. В определенное время года Земля находится к Солнцу ближе, чем обычно. Значительно больше энергии Солнца Земля получает, находясь как можно ближе к светилу (в точке перигелия), в сравнении с максимальным удалением (точка афелия).
Форма земной орбиты меняется циклически с периодом 90 000 и 100 000 лет. Иногда форма становится более вытянутой (эллиптической), чем сейчас, поэтому различие в количестве солнечной энергии, получаемой в перигелии и афелии, будет большим.
Перигелий сейчас наблюдается в январе, афелий – в июле. Такая смена делает климат Северного полушария более мягким, принося дополнительное тепло зимой. В Южном полушарии климат более суровый, чем был бы, если бы орбита вращения Земли вокруг Солнца была круглой.
Прецессия
Есть и другая сложность. Ориентация земной оси со временем меняется. Подобно волчку, ось движется по кругу. Такое движение называют прецессионным. Цик такого движения составляет 22 000 лет. Это вызывает постепенную смену времен года. Одинадцать тысяч лет назад Северное полушарие было наклонено ближе к солнцу в декабре, чем в июне. Зима и лето менялись местами. Спустя 11 000 лет все снова изменилось.
Все три фактора: наклон оси, форма орбиты и прецессия меняют климат планеты. Так как это происходит в различных масштабах времени, то взаимодействие этих факторов сложно. Иногда они усиливают эффект друг друга, иногда – ослабляют. К примеру, 11 000 лет назад прецессия вызывала начало лета в Северном полушарии в декабре, эффект увеличения солнечного излучения в перигелии в январе и уменьшение в афелии в июле усилит межсезонную разницу в Северном полушарии, вместо привычного нам сейчас смягчения. Не все так просто как кажется, так как даты перигелия и афелия так же сдвигаются.
Другие факторы, влияющие на климат
Помимо эффекта смещения движения Земли, есть и другие влияющие на климат факторы?