Co jsou Milankovičovy cykly?
Milankovičovy cykly popisují, jak relativně malé změny v pohybu Země ovlivňují klima planety. Podle Amerického přírodovědného muzea (AMNH) jsou cykly pojmenovány po Milutinu Milankovičovi, srbském astrofyzikovi, který na počátku 20. století začal zkoumat příčiny dávných dob ledových na Zemi.
Země zažila poslední doby ledové během pleistocénu, který trval od doby před 2,6 miliony let do doby před 11 700 lety. Podle Paleontologického muzea Kalifornské univerzity byly i mírnější oblasti zeměkoule po tisíce let pokryty ledovci a ledovými příkrovy.
Aby zjistil, jak mohla Země v průběhu času zažívat tak rozsáhlé změny klimatu, zahrnul Milankovitch údaje o změnách polohy Země s časovým průběhem dob ledových během pleistocénu. Studoval změny polohy Země za posledních 600 000 let a vypočítal měnící se množství slunečního záření v důsledku měnících se parametrů oběžné dráhy Země. Podle AMNH tak dokázal spojit nižší množství slunečního záření ve vysokých severních zeměpisných šířkách s předchozími evropskými dobami ledovými.
Milankovitchovy výpočty a grafy, které byly publikovány ve 20. letech 20. století a dodnes se používají k pochopení minulého a budoucího klimatu, ho vedly k závěru, že existují tři různé polohové cykly, z nichž každý má svou vlastní délku cyklu, které ovlivňují klima na Zemi: excentricita zemské dráhy, axiální sklon planety a kývání její osy.
Excentricita
Země obíhá kolem Slunce v oválném tvaru zvaném elipsa, přičemž Slunce se nachází v jednom ze dvou ohnisek (fokusů). Elipticita je mírou tvaru oválu a je definována poměrem poloosy (délky krátké osy elipsy) a poloosy (délky dlouhé osy elipsy), uvádí Swinburne University. Dokonalá kružnice, kde se obě ohniska setkávají ve středu, má elipticitu 0 (nízká excentricita) a elipsa, která se zmačkává téměř do přímky, má excentricitu téměř 1 (vysoká excentricita).
Podle Pozemské observatoře NASA dráha Země v průběhu 100 000 let mírně mění svou excentricitu z téměř 0 na 0,07 a zpět. Když má dráha Země vyšší excentricitu, dostává povrch planety o 20 až 30 % více slunečního záření, když je v periheliu (nejkratší vzdálenost mezi Zemí a Sluncem při každém oběhu), než když je v aféliu (největší vzdálenost mezi Zemí a Sluncem při každém oběhu). Pokud má dráha Země nízkou excentricitu, je rozdíl v množství slunečního záření, které je přijímáno mezi perihelem a afélem, velmi malý.
Dnes je excentricita dráhy Země 0,017. Země má excentricitu 0,017. V periheliu, které nastává každoročně 3. ledna nebo kolem tohoto data, přijímá zemský povrch asi o 6 % více slunečního záření než v aféliu, které nastává 4. července nebo kolem tohoto data.
Osový sklon
Sklon zemské osy vzhledem k rovině její oběžné dráhy je důvodem, proč zažíváme roční období. Nepatrné změny sklonu mění množství slunečního záření dopadajícího na určitá místa Země, uvádí Indiana University Bloomington. V průběhu přibližně 41 000 let se sklon zemské osy, známý také jako šikmost, mění v rozmezí 21,5 až 24,5 stupně.
Když je sklon osy minimální, množství slunečního záření se mezi létem a zimou na velké části zemského povrchu příliš nemění, a proto jsou roční období méně náročná. To znamená, že léto na pólech je chladnější, což umožňuje, aby sníh a led přetrvaly přes léto až do zimy a nakonec se vytvořily obrovské ledové kry.
Dnes má Země sklon 23,5 stupně a podle EarthSky se pomalu zmenšuje.
Precese
Země se při otáčení kolem své osy jen mírně kývá, podobně jako když se začne zpomalovat otáčející se střecha. Toto kývání, známé jako precese, je způsobeno především gravitací Slunce a Měsíce, které táhnou za rovníkové výčnělky Země. Kmitání nemění sklon zemské osy, ale mění se její orientace. Podle Washingtonské státní univerzity se Země během zhruba 26 000 let rozkmitá kolem dokola.
V současné době a po několik posledních tisíc let směřuje zemská osa na sever víceméně k Polárce, známé také jako Severka. Postupné precesní kývání Země však znamená, že Polárka není vždy severní hvězdou. Přibližně před 5 000 lety byla Země nasměrována více k jiné hvězdě zvané Thubin. A přibližně za 12 000 let urazí osa ještě kus cesty po precesním kruhu a bude směřovat k Vega, která se stane další severní hvězdou.
Když Země dokončí precesní cyklus, změní se orientace planety vzhledem k periheliu a aféliu. Pokud je jedna polokoule během perihelia (nejkratší vzdálenost mezi Zemí a Sluncem) nasměrována ke Slunci, během afélia (největší vzdálenost mezi Zemí a Sluncem) bude nasměrována pryč a u druhé polokoule je tomu naopak. Polokoule, která je během perihelia nasměrována ke Slunci a během afélia od něj vzdálena, zažívá extrémnější sezónní kontrasty než druhá polokoule.
V současné době nastává léto na jižní polokouli v blízkosti perihelia a zima v blízkosti afélia, což znamená, že jižní polokoule zažívá extrémnější roční období než severní polokoule.