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米蘭科維奇循環

米蘭科維奇循環

岑富祥
2017年4月

塞爾維亞天文學家米盧廷.米蘭科維奇在二十世紀初提出地球圍繞太陽運行時的三個軌跡幾何參數會影響地球冰河時期的始末興衰。第一個參數是地球環繞太陽公轉軌跡的形狀,軌跡有時較接近圓形,但有時卻呈橢圓形,而這個參數的變化週期約為100,000年。軌跡的改變會影響在不同季節抵達地球的太陽能量。
圖一
圖一   左:圓形軌道;右:橢圓軌道(來源:美國太空總署)
第二個參數是地球自轉軸心的傾斜角度,它會在22.1度至24.5度之間變化,週期約為40,000年。這個參數的變化不會改變抵達地球的太陽能量,但會影響日照在不同緯度的分佈。
圖二
圖二   地球自轉軸傾斜角度的變化(來源:美國太空總署)
最後一個參數是地球自轉軸心的進動,亦即地球軸心的搖晃,變化週期約為26,000年。地球軸心的搖晃同樣會影響日照在不同緯度的分佈。
圖三
圖三   地球自轉軸的進動(來源:美國太空總署)
米蘭科維奇認為這三個參數對抵達北半球高緯度地區的日照影響至為重要,因為地球大部份的冰雪面都集中在這些地區,而冰雪面的變化可以引致一些「正回饋」作用。舉例當北半球高緯度地區所接收的日照減少,夏季的升溫不足以融化上一個冬季的冰雪,全年整體的冰雪便會增長,把更多的陽光反射回太空,減少地球接收到的熱力,幫助冰雪進一步增加,造成惡性循環。年復一年的冰雪增長最終會把地球推進冰河時期。
經過科學家的反覆檢視,米蘭科維奇的理論終於在二十世紀後期獲得接納。