ミランコビッチ・サイクルとは?

ミランコビッチ・サイクルとは、地球の動きの比較的わずかな変化が、地球の気候にどのような影響を与えるかを説明するものです。

地球は、260 万年前から 11,700 年前まで続いた更新世において、最も新しい氷河期を経験しました。

ミランコビッチ氏は、地球が時間とともにどのように気候の大きな変化を経験することができるかを調べるために、地球の位置の変化に関するデータを、更新世の氷河期の時間軸と組み合わせました。 彼は、過去60万年間の地球の変動を調べ、地球の軌道パラメーターの変化による太陽放射の量の変化を計算した。 その結果、北半球の高緯度地域における太陽放射量の低下が、過去のヨーロッパの氷河期と関係していることを突き止めたという。

1920年代に発表され、現在でも過去と未来の気候を理解するために使われているミランコビッチの計算と図表は、地球の気候に影響を与える、地球の軌道の離心率、惑星の軸の傾き、軸のゆらぎの3種類の位置的サイクルがあり、それぞれが固有の周期長を持つと結論付けています。

離心率

地球は太陽の周りを楕円と呼ばれる楕円形で回っており、2つの焦点のうち1つが太陽になっています。 楕円率とは、楕円の形を表す指標で、スウィンバーン大学によると、半長軸(楕円の長軸の長さ)に対する半短軸(楕円の短軸の長さ)の比率で定義されています。

地球の軌道は、NASA の地球観測衛星によると、10 万年の間に、ほぼ 0 から 0.07 まで離心率がわずかに変化し、また元に戻っています。 地球の軌道の離心率が高い場合、近日点(各軌道で地球と太陽の間の距離が最も短い)にあるとき、遠日点(各軌道で地球と太陽の間の距離が最も大きい)にあるときよりも、地球表面が受ける太陽放射が 20 ~ 30 パーセント多くなります。 地球の軌道の離心率が低い場合、近日点と遠日点で受ける太陽放射の量にほとんど差はありません。

現在の地球の軌道の離心率は0.017です。

軸の傾き

地球の軌道面に対する地軸の傾きが、私たちに季節を感じさせる理由です。 インディアナ大学ブルーミントン校によると、傾きのわずかな変化により、地球の特定の場所に降り注ぐ太陽放射の量が変化するとのことです。

地球の軸の傾きがわずかに変化すると、地球の特定の場所に降り注ぐ太陽光の量が変化する。 (Image credit: NASA)

軸の傾きが最小のとき、地球の表面の多くでは夏と冬の間で日射量はあまり変わらず、したがって季節はあまり厳しくありません。

アーススカイによると、現在の地球の傾きは 23.5 度で、徐々に小さくなっています。

地球は自転しながらほんの少しぐらついていますが、これは回転するコマが減速し始めるときのようなものです。 このふらつきは、歳差運動として知られ、主に太陽と月の重力が地球の赤道のふくらみを引っ張ることによって起こります。 地軸の傾きは変わらないが、向きが変わるのだ。

現在、そして過去数千年の間、地球の軸は多かれ少なかれ北極星(北極星としても知られている)に向かって北を向いています。 しかし、地球の歳差運動は緩やかであるため、北極星が常に北極星であるとは限りません。 約5000年前、地球はトゥビンと呼ばれる別の星の方を向いていた。

地球は自転するとき、コマ回しの速度が遅くなるのと同じように、わずかにふらつきます。 この揺れは歳差運動と呼ばれ、季節の変わり目に影響を与える。 (Image credit: NASA)

地球が歳差運動のサイクルを完了すると、近日点および遠日点に対して惑星の向きが変わります。 近日点(地球と太陽の距離が最短)の時に半球が太陽の方を向いていると、遠日点(地球と太陽の距離が最大)の時には半球が遠ざかり、もう一方の半球はその反対となります。

現在、南半球の夏は近日点付近、冬は遠日点付近で発生しており、南半球は北半球よりも極端な季節を体験していることになります。