Milankovitchovy cykly popisují, jak relativně malé změny v pohybu Země ovlivňují klima planety. Cykly jsou pojmenovány pro Milutin Milankovitch, srbského astrofyzika, který začal zkoumat příčinu starověku na Zemi na počátku 20. let, podle Amerického přírodovědného muzea (AMNH).
Země zažila nejnovější epochy ledu během pleistocénové epochy, která trvala od 2,6 milionu let do 11 700 let. Tisíce let najednou byly dokonce i mírnější oblasti světa pokryty ledovci a ledovými pláty, podle muzea paleontologie University of California.
Aby bylo možné zjistit, jak by Země mohla v průběhu času zažít takové obrovské změny klimatu, začlenil Milankovitch údaje o změnách polohy Země s časovou osou ledových dob během pleistocénu. Studoval změny Země za posledních 600 000 let a vypočítával různá množství slunečního záření v důsledku měnících se orbitálních parametrů Země. Přitom podle AMNH dokázal spojit nižší množství slunečního záření ve vysokých severních šířkách s předchozími evropskými ledovými věky.
Milankovitchovy výpočty a grafy, které byly publikovány ve dvacátých letech a stále se používají k porozumění minulosti a budoucího klimatu, ho vedly k závěru, že existují tři různé polohové cykly, každý s vlastní délkou cyklu, které ovlivňují klima na Zemi: excentricita orbity Země, axiální náklon planety a kolísání její osy.
Excentricita
Země obíhá kolem Slunce v oválném tvaru zvaném elipsa, se sluncem v jednom ze dvou ohniskových bodů. Ellipticita je míra tvaru oválu a je definována poměrem osy semiminoru (délka krátké osy elipsy) k osy semimajoru (délka dlouhé osy elipsy) podle Swinburne Univerzita. Perfektní kruh, kde se dvě ohniska setkávají ve středu, má elipticitu 0 (nízká excentricita) a elipsa, která je naskočena téměř na přímku, má excentricitu téměř 1 (vysoká excentricita).
Oběžná dráha Země mírně mění svou excentricitu v průběhu 100 000 let z téměř 0 na 0,07 a zpět, podle observatoře Země NASA. Když má orbita Země vyšší excentricitu, povrch planety dostává o 20 až 30 procent více slunečního záření, když je na perihelionu (nejkratší vzdálenost mezi Zemí a sluncem na oběžné dráze), než když je na aphelionu (největší vzdálenost mezi Zemí a slunce na oběžné dráze). Když má orbita Země nízkou excentricitu, existuje jen velmi malý rozdíl v množství slunečního záření, které je přijímáno mezi perihelionem a aphelionem.
Dnes je excentricita orbity Země 0,017. U perihelionu, který se vyskytuje každý rok 3. ledna nebo kolem, zemský povrch dostává o 6 procent více slunečního záření než u aphelionu, ke kterému dochází 4. července nebo kolem.
Axiální náklon
Sklon zemské osy vzhledem k rovině její oběžné dráhy je důvodem, proč zažíváme roční období. Podle Indiana University Bloomington mírné změny sklonu mění množství dopadajícího slunečního záření na určitá místa na Zemi. V průběhu asi 41 000 let se sklon zemské osy, známý také jako šikmost, pohybuje mezi 21,5 a 24,5 stupně.
Když je osa na svém minimálním náklonu, množství slunečního záření se mezi letem a zimou příliš nezmění pro velkou část zemského povrchu, a proto jsou roční období méně závažná. To znamená, že léto u stožárů je chladnější, což umožňuje, aby sníh a led přetrvávaly přes léto a do zimy, případně až do obrovských ledových plátů.
Dnes je Země nakloněna o 23,5 stupně a pomalu klesá, podle EarthSky.
Precese
Země se otáčí jen nepatrně, když se točí na své ose, podobně jako když se točí vrchol začne zpomalovat. Tento kolísání, známé jako precese, je primárně způsobeno gravitací Slunce a Měsíce přitahujícího se na rovníkové boule Země. Kolísání nemění sklon zemské osy, ale mění se orientace. Podle Washingtonské státní univerzity se Země kolem 26 000 let kolísá v úplném kruhu.
Nyní a za posledních několik tisíc let byla zemská osa více či méně směřována na Polaris, také známou jako Severní hvězda. Ale pozvolné zvlnění Země znamená, že Polaris není vždy severní hvězdou. Asi před 5 000 lety byla Země více zaměřena na jinou hvězdu zvanou Thubin. A přibližně za 12 000 let bude osa cestovat o něco více kolem svého precesního kruhu a bude směřovat k Vegě, která se stane další Severní hvězdou.
Když Země dokončí precesní cyklus, změní se orientace planety s ohledem na perihelion a aphelion. Pokud je hemisféra namířena proti slunci během perihelionu (nejkratší vzdálenost mezi Zemí a sluncem), bude směřována pryč během aphelionu (největší vzdálenost mezi Zemí a sluncem) a opak je pravdou pro druhou polokouli. Polokoule směřující ke slunci během perihelionu a pryč během aphelionu zažívá extrémnější sezónní kontrasty než druhá hemisféra.
V současné době se léto jižní polokoule vyskytuje v blízkosti perihelionu a v zimě v blízkosti aphelionu, což znamená, že jižní polokoule zažívá více extrémních období než severní polokoule.
Další zdroje:
