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【氣象萬千】「米蘭科維奇循環」證氣候可自然變化

2017-10-18
■地球自轉軸心的傾斜角度變化,會影響日照在不同緯度的分佈。 視頻截圖■地球自轉軸心的傾斜角度變化,會影響日照在不同緯度的分佈。 視頻截圖

不知道大家是否還記得,小學曾經學過地球是會自轉,而自轉的軸心是傾斜,在同一時間地球是圍繞茪荈坐蝓遄A但原來,地球自轉的軸心,所指的方向和公轉軌跡,並不是永琱變。

塞爾維亞天文學家米蘭科維奇,在二十世紀初提出,地球圍繞太陽環行時,3個軌跡幾何變數的周期性變化,會影響地球冰河時期的始末興衰。

3變數影響天氣

第一個變數,是地球環繞太陽公轉軌跡的形狀,軌跡有時較接近圓形,但有時較接近橢圓形。這個變化大約每十萬年循環一次。軌跡的變化會影響在不同季節抵達地球的太陽能量。

第二個變數是地球自轉軸心的傾斜角度,它會在22.1度至24.5度之間變化,大約每4萬年循環一次,這個變化不會改變由太陽抵達地球的總能量,但會影響日照在不同緯度的分佈。

最後一個變數,是地球自轉軸心的進動,亦即是地球軸心的搖晃,軸心轉動一圈大約需時二萬六千年。地球軸心的搖晃同樣會影響日照在不同緯度的分佈。

米蘭科維奇認為,這3個變數的周期性變化,對抵達北半球高緯度地區的日照影響至為重要,因為地球大部分的冰雪面都集中在這地區,而冰雪面的變化可以引致「正回饋」作用,舉例:當北半球高緯度地區所接收的日照減少,夏季的升溫不足以融化上一個冬季的冰雪,全年整體的冰雪便會增加,而白色反光的冰雪面,亦會把更多的陽光反射回太空,減少地球接收到的熱力,幫助冰雪進一步增加,形成一個可以自我延續和增強的循環。

年復一年的冰雪增長,最終會把地球推進冰河時期。

氣候變化否定者理虧

經過科學家的反覆檢視,米蘭科維奇的理論終於在20世紀後期獲得接納。這3個地球軌跡幾何變數的周期變化,現在稱為「米蘭科維奇循環」,理論顯示地球的自然變化可以改變地球的溫度,有氣候變化否定者便利用這個論點,否定近百年來的人為氣候變暖。

然而,我們必須注意,這個循環的時間尺度是以萬年計,過程相當緩慢。古氣候學的研究發現,過去五千年來,地球經歷一個長期而且緩慢的降溫過程,與地球高緯度地區接收日照所呈現的減少趨勢一致。到了最近一百年,地球溫度急速上升,完全逆轉了降溫。這麼急速的升溫,怎能理解為自然變化?氣候變化否定者的論點,是站不住腳的。

簡介:本欄以天文台的網上氣象節目《氣象冷知識》向讀者簡介有趣的天氣現象。詳請可瀏覽天文台YouTube專頁:https://www.youtube.com/user/hkweather。

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