冰河期又要来了？米兰科维奇循环与气候变化

太阳与地球的关系如何影响地球的气候？

据科学研究，地球当前正在经历降温期。

（图片来源：盖蒂图像）

1645年，太阳熄灭了。

当然不是字面意义上太阳真的关掉了，太阳仍然在闪耀。但是1645年是蒙德极小期的开始之年，蒙德极小期太阳黑子活动很弱。随之发生的是小冰河期，北大西洋地区异乎寻常的低温，造成欧洲大部更严酷的冬季和更短暂的夏季。尽管这两件事同时发生可能只是一个巧合，但天文学家和地质学家从中推测，太阳和地球的关系会极大影响地球气候。

22年是典型的时间阶段，可包含两三个固定的太阳黑子活动周期，期间我们可以统计30，000到40，000个太阳黑子。在蒙德极小期内一段时间，正值17世纪末期，这段时间太阳黑子数为0。科学家仍无法确定是什么引发了蒙德极小期，蒙德极小期直到1715年才有所缓解。但科学家发现蒙德极小期与小冰河期重叠。这种重叠可能是巧合，毕竟小冰河期比蒙德极小期更早开始，更晚结束，蒙德极小期之外的时间地球并没有受影响。

然而，太阳黑子数量确实与太阳的整体亮度相关。在蒙德极小期，太阳强度有些弱，地球北纬地区更容易被太阳输出辐射的平均微小变化所影响。北纬地区比等效纬度的南纬地区有更多的陆地区域，陆地比水体温度改变更快。且由于更高纬度地区经历的季节更极端，太阳小小的变化也会造成更大的涟漪效应，地球上其他地区就不会有这样的变化。

关于蒙德极小期和小冰河期之间的联系仍然没有共识。但是当我们将时间拉远到地质时代，就能发现两者之间有强烈的，非常意外的联系。

第一位指出地球-太阳系统对地球气候影响的，是塞尔维亚物理学家和天文学家米卢廷·米兰科维奇。在20世纪20年代，他发现地球轨道有几个自然周期可能造成重大气候变化。

第一个自然周期是地球轨道大约每10万年，会缓慢从椭圆轨道变成圆轨道再变成椭圆轨道。这些变化是由木星和土星轻微的引力推动引起的。目前，地球的偏心率（衡量轨道的椭圆扁平程度）是0.0167，还在减少。地球轨道的变化会影响季节的长度和季节极端程度，因为地球远离太阳的时候，相比靠近太阳时移动得更慢。因此当地球的公转轨道偏心率最大时——如果地球到达远日点与北半球的夏天同时发生——这一年的夏天比往年要更长。

另一个周期是，每大约41，000年地球的地轴倾角在22.1到24.5度之间改变。地球当前的自转轴倾角是23.44度，仍在减小。这个周期也会影响季节的极端程度。更大的地轴倾角意味着太阳直射的时间更长或者背对太阳的时间更长，这些都造成极端季节现象。

第三个周期是岁差进动周期。地球每25700年像陀螺一样旋转，自转轴在天空中缓缓画出一个圆圈。这种旋转轴的变化决定了哪个半球能得到更多阳光。现在，地球离太阳最近的时刻正值南半球的夏天，导致这个季节酷暑难耐。

这些周期相互交织——有时候互相增强，有时候互相抵消。有时候，多重周期叠加，影响巨大。有时候反而没什么影响。但是无论如何，地球与太阳的相对位置极大影响地球的气候。

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米兰科维奇循环与冰芯取样的温度记录之间相比较，揭示了非常紧密的联系。冰川期，俗称“冰河时代”，与米兰科维奇循环的一些周期同时出现，此时地球的北纬地区日照比往常更少，较温暖的时期则与北纬地区接受更多日照同时发生。

大约12，000年前冰川最后一次收缩，当时正好由于米兰科维奇循环中的周期作用，整体日照增加。形势逆转——从许多物种的灭绝，如猛犸象，到人类扩散到北美各处——都紧跟着地球轨道的小变化而发生。

根据米兰科维奇循环的理论，地球现在正在经历降温期——但是人类二氧化碳排放活动的后果已经完全掩盖了地球和太阳之间长达亿万年的关系。

BY:Paul Sutter

FY:小白

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