冰河世纪是怎么发生的?
为什么北纬如此重要?这是由于冰川!当阳光照射到地球表面时,大部分能量以热的形式被吸收。但是如果它被坚硬的冰覆盖,大部分的光会被冰反射,因为冰川是白色的。这就形成了一个正反馈循环。冰川是因为寒冷的气候而形成的。同时,冰川会反射光线,这会使地球气候变冷。所以冰川对气候非常重要。南北半球都有大量的冰川。但是北半球有更多的冰,因为北半球有更多的陆地。
与水相比,土地的比热容较低。这意味着水不能像陆地一样容易地改变温度,这也是为什么沿海地区的气候通常更温和,内陆地区更容易形成冰川。让我们来看看北半球和南半球的区别。在南半球,冬天有冰盖形成,但是南半球的冰盖没有北半球多。在冬季,极圈的土地一直笼罩在黑暗之中,经历了24小时的黄昏。那里很冷,冬天会结很多冰。这是真理,无论地球轨道发生什么变化。关键变量是夏天会有多少坚冰融化。这将取决于夏季接收的光线量。现在你可能认为这没有改变,但事实如此。
根据米兰科维奇周期,千百年来,地球夏季日照在15%的范围内波动,冰河期的开始和结束与之密切相关。那么,是什么导致了夏季日照的变化呢?
首先,地球和太阳之间的距离是不断变化的。地球的轨道不是圆形的,而是椭圆形的。每年的7月4日是夏季的至日。这一天,地球离太阳最远。然后,在一月份,地球离太阳越来越近。此时木星和土星对地球有轻微的影响,使地球的轨道更椭圆或更圆。这以6.5438亿+年为周期。图表清楚地显示了这种情况的影响。事实上,的确如此。我们几乎观察不到地球和太阳之间距离的变化,但这种微妙的变化对我们的气候有着非常重要的影响。
其次,地球的倾斜角度是不断变化的。通常情况下,地轴是23.5度,但这不是一成不变的。其他物体会通过重力的影响使地轴的倾斜角度上下波动。每41000年是一个波动周期。当地轴变得更倾斜时,夏天就有更多的阳光。更多的阳光意味着更多的冰雪会融化。冰雪减少会减少反射的阳光,从而使地球气候变暖。地球的不同寻常之处在于,它的倾斜角不会发生很大变化。地球有一颗非常大的卫星帮助它稳定倾角。火星受到两颗小卫星的影响,所以它的倾斜角度变化很大。
总的来说,地球在一月份接受的阳光比七月份多6%。北极有时偏向太阳,有时不偏向太阳,这就导致了季节的变化。地球和太阳之间距离的变化并不影响季节的交替。由于7月份地球离太阳最远,对缓解北方的季节变化有一定作用,但也不总是这样。
地轴绕圈运行,像陀螺一样旋转。这叫做岁差。其实我做了一个完整的关于地球岁差的视频,显示地球的倾斜度在13000年前就已经反转了。当地球离太阳最近时,它就是北方的下一个产物。这种距离变化与季节变化并不矛盾。反而加速了季节变化,使之更加极端。夏季变暖意味着更多冰川融化。更多的冰川融化意味着更少的反射,这也意味着整个气候正在变暖。夏季的日照量受三个长周期的影响:一个周期改变地球的倾角,另一个周期使我们的轨道更圆或更椭圆,另一个周期使季节变化与离太阳的距离一致。
这三个周期极大地影响着地球的气候。科学家利用冰芯来测量地球的气候历史。现在地球的气候非常复杂。虽然你不能将其简化为单一输入,但米兰科维奇循环在几十万年来的地球气候中发挥了关键作用。更多天文相关视频,请点击订阅。
相关知识
米兰科维奇周期描述了数千年来地球运动变化对其气候的总体影响。它是以塞尔维亚地球物理学家和天文学家米卢廷·米兰科维奇的名字命名的。在20世纪20年代,他假设偏心率、轴向倾斜和岁差变化导致到达地球的太阳辐射发生周期性变化,这种轨道驱动极大地影响了地球的气候模式。
约瑟夫·阿德玛(Joseph Adhemar)、詹姆斯·克罗尔(James Croll)等人在19世纪提出了类似的天文假说,但由于没有可靠的证据,也不清楚哪个是重要时期,因此很难验证。
现在科学家们正在通过研究几千年来没有变化的东西(通过冰、岩石和深海岩芯获得)来了解地球气候的历史。虽然这些发现与米兰科维奇假说一致,但仍有一些观察结果无法解释这一假说。