Цикли Міланковича та інші природні цикли

Однією із найґрунтовніших гіпотез, яка пояснює причини глобального потепління є концепція «Циклів Миланковича» [3]. Сербський інженер і математик Милутин Миланкович відкрив циклічність зміни орбіти Землі. Вона включає у себе три основні поняття: прецесії, нутації та ексцентриситету.

Прецесія – це процес повороту земної осі, який повторюється приблизно кожні 25 765 років, в результаті чого відбувається зміна кількості сонячного тепла, що потрапляє на планету у північній та південній півкулях впродовж року.

Нутація – це процес зміни кута між віссю власного обертання та віссю, довкола якої відбувається обертання. Максимальне відхилення осі Землі становить 24,5°, а мінімальне – 22,1°. Період зміни кута триває приблизно 41 тисячу років.

Ексцентриситет – це відхилення орбіти Землі від колової. Земна орбіта має еліптичну форму, але ця форма не стала і змінюється із періодом приблизно 93 тисячі років таким чином, що Земля, під час полярної ночі на одному із полюсів, віддаляється на значну відстань від Cонця. Це спричинює серйозне сезонне охолодження однієї із півкуль планети, що призводить до зледенінь.

Слід враховувати, що крім впливу антропогенних факторів, клімат на нашій планеті безумовно залежить від багатьох процесів, що відбуваються в системі Земля – Сонце – Галактика. Крім випадкових, але багаторазових за історію Землі і катастрофічних за своїми наслідками зіткнень з великими астероїдами і кометами, земна атмосфера відчуває і періодично повторювані дії планетарного і космічного походження. Можна виділити чотири групи таких циклів.

«Наддовгі» – по 150 – 300 мільйонів років – характеризуються найзначнішими змінами клімату на Землі. Вони, найімовірніше, пов'язані з періодом обертання Сонця навколо центру мас нашої Галактики і проходженнями Сонячної системи через області Чумацького шляху з різною щільністю газо-пилової речовини, що у залежності від свого складу, може як екранувати випромінювання Сонця, так і посилювати на ньому інтенсивність термоядерних реакцій.

«Довгі» цикли, пов'язані з тектонікою літосферних плит і інтенсивністю вулканічної діяльності. Вони надійно встановлені в палеогеологічному літописі, але нерегулярні за періодом і тривають від кількох до десятків мільйонів років.

«Короткі» періоди, так звані «Цикли Міланковича», тривалістю 93 000, 41 000 і 25 750 років, викликані періодичними коливаннями перигелію земної орбіти і орієнтації осі обертання Землі, що визначається явищами нутації і прецесії. З цих двох астрономічних явищ на загальну інсоляцію поверхні в першу чергу впливає періодична зміна величини кута нахилу осі обертання Землі до площини її орбіти, тобто нутація.

І, нарешті, остання категорія, умовно називається «ультракороткими» періодами. Вони пов'язані з ритмами сонячної активності, серед яких передбачається наявність періодів тривалістю 6 000, 2 300, 210 і 87 років, крім однозначно встановлених 22-х і 11-ти літніх циклів активності Сонця.

Суперпозиція різних за своєю природою і за тривалістю періодів зміни інтенсивності сонячної радіації, що досягає нашої планети, в поєднанні з тепловою інерцією океанів, рухом материків, вулканічною активністю, а можливо, і впливом зворотних реакцій всієї земної біосфери, як цілого, – і визначає середню температуру земної поверхні і розподіл кліматичних зон у різні геологічні епохи. Цей складний комплекс безлічі знакозмінних геофізичних і космічних чинників впливу на земний клімат, може, на думку деяких, обумовлювати і спостережуване в наш час потепління. Людина в наш час не в силах впливати на процеси таких масштабів [5, 18].