8955898647

Rys. 9. Zmiany parametrów geometrycznych orbity Ziemi oraz ich wpływ na strumień energii słonecznej na szer. geogr. 65°N w okresie 800 000 lat p.n.e. do 800 000 lat n.e. oraz zmierzone zmiany względne zawartości izotopu ¹⁰O w pancerzykach otwornic (skorelowane z temperaturą) oraz zmiany temperatury zmierzone dla stacji Vostok na Antarktydzie w okresie od 800 000 lat p.n.e. do teraz

Rys. 8. Względne zmiany przepływu w rzece Parana (linia ciągła), liczby plamowe Wolfa (linia przerywana) oraz strumień energii słonecznej (linia kropkowana). Dane wygładzone filtrem 11-letnim. Wg P. Mauas i in._t Phys. Rev. Lett.. 101,168501,2008

Słońca zc zmianami odpowiednich wskaźników meteorologicznych czy geofizycznych. Dla przykładu: jednym z istotnych czynników kształtujących klimat na Ziemi jest poziom zachmurzenia (rys. 5 na s. w.I). Z jednej strony wzrost zachmurzenia powoduje wzrost albedo planety i tym samym zwiększa strumień energii słonecznej odbijanej w przestrzeń kosmiczną. W bilansie energetycznym Ziemi zwiększa „straty”, czyli obniża temperaturę globalną. Z drugiej jednak strony para wodna jest gazem cieplarnianym i wzrost jej zawartości w atmosferze zwiększa absorpcje w atmosferze promieniowania wyemitowanego przez powierzchnię planety i podwyższa temperaturę globalną. Pomiary wykazały, że poziom zachmurzenia jest bardzo silnie skorelowany z obserwowanym strumieniem promieniowania kosmicznego, czyli antyskorclowany z cyklem aktywności słonecznej. W okresach maksimów aktywności globalne zachmurzenie jest mniejsze niż w okresach minimów aktywności. Bardzo liczne badania wykazały, że cykliczne zmiany aktywności Słońca i zmiany jego strumienia energii są skorelowane z wieloma parametra

mi hydrosfery, atmosfery czy wprost klimatu, np. ze średnią globalną temperaturą powierzchni mórz (rys. 6), zmianami temperatury stratosfery, lokalnymi temperaturami w wybranych miejscach (rys. 7) czy zmianami przepływu rzek (rys. 8).

Zmiany ewolucyjne mocy promieniowania Słońca są czynnikiem modyfikującym klimat na Ziemi w bardzo długich,wręcz geologicznych, skalach czasowych, podczas gdy zmiany poziomu aktywności magnetycznej Słońca i związane z nimi zmiany krótkookresowe mocy promieniowania modyfikują klimat w krótkich okresach: dziesiątki-setki lat. Zmiany o pośrednich skalach czasowych są być może spowodowane okresowymi zmianami parametrów orbity Ziemi.

Zmiany orbity Ziemi

Obecnie Ziemia okrąża Słońce po słabo spłaszczonej orbicie eliptycznej o mimośrodzie wynoszącym zaledwie 0,0167, w średniej odległości 149 597 890 km, czyli zaledwie nieco ponad 107 razy dalej od Słońca niż wynosi średnica jego fotosfery. Ze względu na eliptyczność orbity odległość ta zmienia się okresowo od 147 100000 km w peryhelium, gdzie Ziemia znajduje się na początku stycznia, do 152 100000 km w aphelium na początku lipca. Cykliczna zmiana pór roku wywołana jest przez nachylenie osi obrotu Ziemi (obecnie pod kątem około 23°26’ od kierunku prostopadłego do płaszczyzny orbity), natomiast zmiany odległości mają jedynie drugorzędne znaczenie.

Od dawna wiadomo, że zarówno kształt orbity Ziemi, jak i orientacja osi obrotu Ziemi w przestrzeni zmieniają się powoli i w przybliżeniu okresowo, przy czym każdy z parametrów opisujących orbitę i położenie osi zmienia się z innym okresem. Możliwe związki okresowych zmian parametrów orbity i orientacji osi obrotu Ziemi z długookresowymi zmianami klimatu spostrzegł jako pierwszy i zbadał Milutin Milankovic w 1. połowie XX w., dlatego też od jego nazwiska nazywane są „cyklami Milankovicia” (rys. 9). Mimośród orbity Ziemi zmienia się od zaledwie 0,005 (orbita Ziemi jest wtedy niemal kołowa) aż po 0,058, gdy orbita staje się lekko eliptyczna, w przybliżeniu z okresami około 100000 lat i 413 000 lat. Obecnie stosunek strumie-

5/2011 Urania - POSTĘPY ASTRONOMII 2X5