8955898650

ni energii słonecznej w peryhclium i aphelium wynosi 107:100, natomiast w okresie, gdy orbita Ziemi jest najbardziej spłaszczona, sięga aż 123:100. Kąt odchylenia osi obrotu Ziemi od kierunku prostopadłego do płaszczyzny orbity zmienia się w przedziale od 22°, 1 do 24°,5 z okresem około 41 000 lat. Gdy odchylenie jest najmniejsze, dla wybranego miejsca na Ziemi różnice insolacji, czyli średniej ilości docierającej tam energii słonecznej, pomiędzy latem i zimą są najmniejsze. Gdy odchylenie osi obrotu Ziemi jest największe, również lokalne różnice insolacji pomiędzy latem i zimą są największe. Dodatkowo, gdy odchylenie osi obrotu Ziemi rośnie, wzrasta średnia roczna insolacja na dużych szerokościach geograficznych, a nieco spada na niskich. Odwrotnie, gdy odchylenie osi obrotu Ziemi spada, spada średnia roczna insolacja na dużych szerokościach geograficznych, a nieco rośnie na niskich. W końcu precesja osi ziemskiej zmienia orientacja półkul Ziemi względem Słońca w określonych punktach orbity z okresem około 26 000 lat. Gdy oś Ziemi jest nachylona ku Słońcu, półkula, dla której lato przypada w peryhclium, ma większą różnicę insolacji pomiędzy latem a zimą niż półkula przeciwna. Gdy oś Ziemi obrócona jest o 90° względem opisanego położenia, różnice insolacji pomiędzy latem a zimą na obu półkulach są podobne.

Pomijając mniej istotne zmienności (np. nachylenia orbity), złożenie opisanych okresowych zmian orbity i orientacji osi

Rys. 11. Korelacja anomalii temperaturowych na Antarktydzie ze zmianami strumienia energii słonecznej oraz zmianami zawartości di-tlenku węgla w atmosferze (wg W. Soon, Geo-phys. Res. Letters. 32, 2005)

powoduje, iż z tysiąclecia na tysiąclecie zmienia się zarówno odległość Ziemi od Słońca w okresach przypadających na określona porę roku na Ziemi (obecnie Ziemia znajduje się najbliżej Słońca na początku zimy na półkuli północnej), zmienia się kształt samej orbity od prawie kołowej do lekko spłaszczonej, czyli zmieniają sic różnice odległości od Słońca danego obszaru w różnych porach roku, jak i zmienia się orientacja półkul Ziemi względem Słońca w określonych punktach orbity. Obecnie w peryhelium ku Słońcu skierowana jest półkula północna, pokryta zresztą stosunkowo większą ilością lądów niż półkula południowa, odpowiednio: 39% i 19% lądów. W ten sposób modulowany jest strumień energii słonecznej docierającej do różnych obszarów Ziemi, przy czym warto zwrócić uwagę, iż ze względu na asymetrię rozkładu lądów na Ziemi wywoływane zmiany klimatyczne są dodatkowo modulowane. Choć poprawność teorii Mi-lankovicia była wielokrotnie sprawdzana, dyskutowana i kwestionowana, obecnie ponownie zdobywa ona uznanie jako poprawna identyfikacja i opis istotnego czynnika kształtującego klimat na Ziemi. Jednym z bardziej ciekawych, ale i często krytycznie dyskutowanych wyników zastosowania teorii Milankovicia jest uderzająca zgodność pomiędzy zmianami insolacji na szerokości geograficznej 65°N (szczególnie istotnymi jako miara ogólnego wpływu czynników wymuszających zmiany klimatu), gdzie wyraźnie wyróżnia się 100000-letni okres modulacji, a doskonale udokumentowanym, trwającym co najmniej od miliona lat również 100 000-letnim cyklem kolejnych małych epok lodowcowych i mię-dzylodowcowych (oziębień i ociepleń) w ramach obecnego zlodowacenia plejsto-ceńskiego (rys. 10 na s. w.I). W ramach tych cykli zwykle następuje około 80000 lat chłodnego klimatu, z ekspansją pokryw' lodowych, a potem 20000 lat cieplejszego klimatu, z regresją pokryw'.

Kluczowe pytania i problemy

Szczegółowe oszacowanie istotności poszczególnych czynników wymuszających zmiany klimatu na Ziemi: naturalnych, jak i związanych z działaniami ludzi, wymaga budowy niezwykle skomplikowanych, zależnych od czasu modeli opisujących zmiany stanu atmosfery, hydrosfery, pokryw lodowych, lądów oraz ich wzajemnych interakcji itd. pod wpływem różnych czynników, procesów i zjawisk wpływających na lokalny oraz globalny bilans energii. W ramach osiągniętego poziomu analizy tych zagadnień wszystkie zamierzchłe zmiany klimatu, poczynając od odległych epok geologicznych, dla których stan klimatu dokumen-tują wyłącznic zachowane wskaźniki pośrednie, aż po połowę XIX w., mogą być z grubsza wytłumaczone przez procesy i czynniki naturalne: zmiany mocy promieniowania i aktywności magnetycznej Słońca, zmiany składu atmosfery ziemskiej, zjawiska tektoniki płyt i wulkanizmu oraz zmiany parametrów ruchu Ziemi w przestrzeni kosmicznej. Początek epoki wielkiego uprzemysłowienia oznacza pojawienie się dodatkowych czynników kształtujących klimat, takich jak w szczególności emisja gazów cieplarnianych pochodzenia przemysłowego i rolniczego, lokalne dcforestacje itd. Nie jest jednak łatwe ustalenie udziału czynników antropogenicznych w obserwowanym obecnie wzroście średniej temperatury globalnej, gdyż zmiany klimatyczne wywołane przez nie nakładają się na zmiany wywoływane przez stale działające procesy naturalne, w tym tak istotne, jak XX--wiccznc maksimum aktywności Słońca, a same badania wielkości i tempa zmian klimatu napotykają ogromne problemy w ustaleniu obiektywnych, powszechnie akceptowanych metod, standardów i punktów odniesienia (rys. 11). Bez wątpienia jednak, rzetelne, wolne od nacisków politycznych i lobbystycznych, określenie przyczyn oraz kierunków zmian klimatu w perspektywie dziesięcioleci i stuleci, jak również rzetelne ocenienie możliwości przeciwdziałania tym zmianom albo też niwelowania ich skutków jest teraz jednym z najpilniejszych zadań nauki.

Paweł Rudawy jest heliofizykiem w Instytucie Astmnomicznym i profesorem Uniwersytetu Wrocławskiego. Jako autor wielu pasjonujących wykładów na temat Słońca, specjalnie na Zjazd PTA dał się namówić na podjęcie szczególnie trudnego tematu. będącego cywilizacyjnym i politycznym wyd aniem dzisiejszych i przyszłych czasów, wpływu kosmicznych sił natury na klimat na Ziemi. Z naukową pokorą nie rozstrzyga przyczyn tzw. globalnego ocieplenia, choć w impon-derabiliach artykułu czuć już chłód nadciągającego lodowca...

216 Urania - POSTNY ASTRONOMII 5/^OU