米兰科维奇循环是地球气候长期变化的关键自然驱动力,其核心在于地球轨道参数的周期性变动对太阳辐射分配的影响。
地球绕太阳运行的轨道并非固定不变,而是存在三种周期性变化:
- 轨道偏心率:地球轨道形状在接近正圆和椭圆之间切换,周期约10万年。当偏心率较大时,地球在公转轨道上离太阳的远近差异更显著,导致不同季节接收的太阳辐射量差异增大。
- 地轴倾角:地球自转轴与公转轨道平面的夹角在约22.1°到24.5°之间变化,周期约4.1万年。倾角越大,南北半球的四季差异越明显,比如夏季更热、冬季更冷;倾角较小时,季节变化则相对平缓。
- 岁差:地球自转轴的指向会像陀螺一样缓慢旋转,周期约2.6万年。这使得地球在公转轨道上的近日点和远日点出现的季节发生变化,例如现在北半球冬季地球处于近日点,而数万年后可能变为夏季处于近日点,进而改变季节的辐射强度。
这三种周期相互叠加,共同改变地球不同纬度和季节接收的太阳辐射总量与分布模式。当这些变化累积到一定程度时,会引发地球气候的长期波动,比如冰期与间冰期的交替。科学界通过分析极地冰芯、深海沉积物等地质记录,已证实米兰科维奇循环与过去数百万年的气候变迁存在密切关联,它是理解地球气候长期演化的重要理论框架。