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人类生活离不开循环 ， 即以相同顺序循环往复的一系列事件 ， 诸如四季更迭、动物活动或昼夜交替 。 周期循环在地球短期和长期气候变化中也起着关键作用 ， 最著名的理论之一是20世纪塞尔维亚地球物理学家米卢廷·米兰科维奇提出的米拉科维奇周期 ， 这一周期是如何影响气候变化的？
三个因素影响地球气候
至少在过去的一百万年里 ， 气候一直在以一种独特的方式波动 ， 进入20世纪后 ， 人们试图解释长期气候波动的原因 ， 米兰科维奇理论应运而生 。 这一理论最早是在大约100年前被人提出的 ， 但后来由米兰科维奇进行了整理、深入和阐述 。
米兰科维奇假设地球相对于太阳位置变化的长期影响是地球长期气候变化的强大驱动力 ， 并触发冰河世纪的开始和结束 。 具体来说 ， 该理论解释了三种地球轨道运动的变化 ， 并探究它们如何影响太阳辐射到达地球大气顶部的程度以及位置 。
米兰科维奇周期包括三部分内容 ， 首先是偏心率 ， 笼统来说它指的是地球轨道形状 。 其次是倾角 ， 即地轴相对于地球轨道的倾斜角 。 最后则是岁差 ， 指地球自转轴的方向 。
近年来 ， 人们研究了地球上千年不变的物质 ， 诸如冰、岩石和深海沉积物核心 ， 以探索地球气候的历史 ， 得到的结果尽管与米兰科维奇假设大体一致 ， 但该假设并未解释一些具体的观察结果 ， 更无法解释地球当前的快速变暖 。
米拉科维奇周期如何影响气候？
地球每年围绕太阳的旋转不是完美的圆形 ， 只是接近圆形 ， 随着时间的推移 ， 木星和土星的引力会改变地球轨道的形状 ， 使其略呈椭圆形 。 偏心率测量的就是地球轨道的形状偏离完美圆的程度 ， 这一变化会影响地球与太阳之间的距离 。
季节的长度不同就是因为偏心率 ， 当前北半球的夏季比冬季长约五天 ， 春季比秋季长约三天 ， 偏心度一旦降低 ， 季节长度就会缩小差距 。 地球处于偏心周期时 ， 全球年日照的总变化非常小 ， 因此偏心率在年度季节性气候变化中是一个相对较小的因素 。
四季之所以会循环往复不断更迭 ， 是因为地球倾角的存在 ， 地球自转轴绕太阳旋转时会有略微的倾斜 ， 倾斜的角度被称为倾角 。 倾角越大 ， 四季气候差异就越极端 ， 较大的倾角还将加速冰川和冰盖的大规模融化 。
地球的轴目前倾斜23.5度 ， 并在非常缓慢地减少 ， 它最后一次达到最大倾斜度是在大约一万年前 。 随着倾角的减少 ， 地球的季节将变得更温和 ， 冬季越来越温暖 ， 夏季越来越凉爽 ， 高纬度地区的冰雪会逐渐形成大冰盖 ， 并将更多的太阳能量反射回太空 。
当地球自转时 ， 它会在其轴上轻微摆动 ， 这种摆动是由于太阳和月球的引力影响引起的潮汐力导致地球在赤道处凸出 ， 从而影响其自转 。 这种摆动方向相对于恒星固定位置的趋势被称为岁差 。
岁差使得季节差异在一个半球更为显著 ， 而在另一半球则相对温和 。 目前近日点位处北半球的冬季和南半球的夏季 ， 这使南半球的夏季更热 ， 并缓和了北半球的季节变化 。 但在未来的一万三千年内 ， 轴向岁差将导致这种情况发生反转 。
理论的局限性
米兰科维奇周期引发的变化在很长一段时间内影响着地球气候 ， 并最终导致气候在数万到数十万年内发生更大的变化 。 米兰科维奇将这些周期结合起来 ， 创建了一个综合数学模型 ， 这个模型对于冰河时期的计算尤为准确 。
然而这一理论无法解释过去250万年左右发生的所有气候变化 ， 更重要的是它无法解释自前工业时代以来地球经历的快速变暖时期 ， 气候学家相信地球最近的变暖主要是因为人类活动 。
米兰科维奇理论的一个重大局限是 ， 它需要在很长的时间尺度上运行 ， 从数万年到数十万年不等 。 相比之下 ， 地球目前的变暖仅发生在几十年到几个世纪的时间尺度上 。
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