Milankovičovy klimatické cykly: Vysvětlení a vliv na klima

Milankovičova teorie (Milutin Milanković 1879 - 1958) nebo Milankovičovy (klimatické) cykly jsou kvaziperiodicky se opakující systematické změny v příjmu slunečního záření, způsobené výkyvy v oběhu Země kolem Slunce (excentricita, precese a oblikvita - sklon rotační osy).

Milankovitch tvrdí, že ledová období začala, když se tři cykly dostali do konjunkce. Pohyb tří těles Slunce - Země - Měsíc se vzájemně gravitačně ovlivňuje. V krátkodobém i dlouhodobém měřítku množství sluneční energie, které dopadá na zemský povrch, kolísá. Různé zeměpisné šířky, a tedy proměnlivé části moře a pevniny získávají různá množství tepla, což se projevuje změnami atmosférického a oceánického proudění.

Každá světová šířka reaguje poněkud odlišně na každý ze tří základních Milankovičových parametrů. Např. hladiny jezer na Sahaře nejvíc reagují na precesní cyklus přibližně 21 tisíc let, zatímco severský ledovec je řízen nejdelším cyklem. Výsledkem je mnohoúrovňové předivo skládajících se či vylučujících se reakcí zemského systému. Pokud do klimatického systému navíc zavedeme pozorovaný megacyklus 250 tisíc let a kratší cykly o délce trvání 12, 7, 3 a 1 tisíc let, získáváme soustavu, která je bez hierarchické analýzy naprosto nepřehledná. Kromě toho totiž ještě existují cykly o délce trvání 7, 20, 100, 400 let i cykly trvající až 200 milionů let. V takovém případě se nemůžeme divit, že někteří klimatologové považují slovo cyklus za neslušné a na objevitele nových cyklů se dívají jako na nepřítele! Milankovičovy orbitální parametry se dají vystopovat až do paleozoika a jejich postavení je zřejmě ústřední.

Excentricita

Excentricita orbity Země (zemská dráha se mění z eliptické na kruhovou a tím se mění se vzdálenost Slunce a Země, jejíž excentricita se mění od nuly, kruhová dráha, do 0,06), cyklus každých 96 000 - 127 000 let (vyjadřuje změny oběžné dráhy Země z eliptické na téměř kruhovou.

V průběhu posledních 100 tisíc let dosahovala excentricita hodnotu 0,02 nebo méně. Současná hodnota je 0,0167 a maximum 0,019 dosazené před 10 tisíci lety bylo velmi nízké. Podstatná maxima se odehrávala před 110, 200, 300, 600, 700 a 960 tisíci lety. Menší maxima před 400, 500, 800 a 880 tisíci lety. Stotisícový klimatický cyklus ovládá klima posledního milionu let a přehlušuje důležitější čtyřicetitisícový cyklus, pravděpodobně proto, že ledovce narostly do takových rozměrů, že teplotní setrvačnost systému potlačila kratší cyklus. Při vysoké excentricitě je sezónní rozdíl v množství sluneční energie mezi perihelionem a aphelionem (3 únor a 4 červenec) až 30 %, v současné době dosahuje asi 7 %, při kruhové dráze je nulový. (Václav Cílek).

Čtěte také: Klimatické cykly Milankoviče

Cyklus s periodou přibližně 405 000 let (orbitální excentricita) díky gravitačnímu působení Jupiteru a Venuše (existuje i dlouhý cyklus 2,4 milionů roků), je provázána s uhlýkovým cyklem a cyklem fytoplanktonu. Cyklus orbitální excentricitity ovlivňuje globální podnebí, podílí se na střídání dob ledových a teplejších epoch.

Oblikvita

Obliktivita, sklon rotační (šikmost - osa kolísá) osy Země je 23,5° (mezi cca 22 a 24,5°) cyklus každých ~ 41 000 let (jako důsledek gravitačního působení na rovníkové vyboulení Země), může ovlivňovat monzuny a tak i periodickou tvorbu pouští, maxima dosáhl před cca 10 tisíci lety. Má vliv na pozici polárních kruhů a tropických obratníků.

ENSO je nejvýznamnějším známým zdrojem meziroční proměnlivosti počasí a klimatu v různých částech světa (s různými cykly 3 až 10 let. SubMilankovičovy cykly (fluktulace) v neogaciálu (cca posledích 4 500 roků), směřujeme do glaciálu (prof.

10.12.2021 Naše planeta se na oběžné dráze kolem Slunce "potuluje". A její proměnlivá trajektorie má na náš život větší dopad, než jsme původně mysleli. Ve škole vám patrně řekli, že Země obíhá Slunce po kruhové dráze, která je mírně eliptická. Nejspíš vám ale neprozradili, že tato dráha se mění. Zhruba každých 405 tisíc let se mírně protáhne - a stane se o pět procent eliptičtější. Tato proměnlivá dráha, nazývaná orbitální excentricitou, má přitom na naši planetu nezanedbatelný dopad. Ovlivňuje globální podnebí, podílí se na střídání dob ledových a teplejších epoch.

Proměnu, kterou popisují v žurnálu Nature, odhalili na kokolitkách, tedy drobných jednobuněčných řasách, které v průběhu životů obalují svá mikroskopická těla vápníkem. Postupné hromadění těchto druhů v průběhu milionů let dalo vzniknout bílým Doverským útesům. Kokolitky jsou doslova živeny slunečním svitem. Energie slunečních fotonů se u nich spolu s oxidem uhličitým podílí na fotosyntéze, díky které máme dost kyslíku k dýchání. Ačkoli kokolitky jsou mikroby, jejich velikost se v průběhu věků může významně měnit.

Čtěte také: Klimatické podmínky

Beaufort se svým týmem pomocí automatizované mikroskopie a strojového učení provedl devět milionů měření fosilizovaných kokolitek, které žily v různých vrstvách Tichého a Indického oceánu během 2,8 milionu let. Průměrná velikost kokolitek se řídí právě pravidelným cyklem změn výstřednosti dráhy Země - každých 405 tisíc let se tak opakuje příběh zvětšování a zmenšování řas. Největší velikosti přitom kokolitky dorůstají krátce po období největší výstřednosti. Tento jev je dlouhodobý, platný bez ohledu na roční období.

Řasy se ale v datech z měření takto neproměňují jen v prostoru, ale i čase. Když dlouhodobě poklesne sluneční svit, zvýší se evoluční tlak na řasy - a to vede k nárůstu jejich nových druhů. Řasy se v "hubenějším" období snaží přizpůsobit horším podmínkám. Postupně se tak z původního jednoho druhu začínají odštěpovat druhy nové.

Proměny rozmanitosti fytoplanktonu by přitom mohly být hnací silou v cyklu koloběhu uhlíku přírodními systémy. Uhlíkový cyklus sám o sobě dalekosáhle souvisí s dalšími formami života, v neposlední řadě i s lidmi... Ačkoli jsou řasy drobounké organismy, jejich vliv na zbytek přírody se po této studii jeví jako větší, než bychom mohli předpokládat.

Globální Oteplování a Lidský Vliv

Důvěryhodný zdroj (Greenhouse_gas) uvádí: „Lidská činnost od počátku průmyslové revoluce (kolem roku 1750) zvýšila obsah oxidu uhličitého o více než 50 % a úrovně metanu o 150 %. Emise oxidu uhličitého způsobují asi tři čtvrtiny globálního oteplování, zatímco emise metanu způsobují většinu zbytku.“

Informace, že podíl jednotlivých skleníkových plynů nelze přesně určit, by se hodila na začátek mnohých mediálních sdělení, která mohou vyvolat paniku z globálního oteplování.

Čtěte také: Změny v jet streamu v důsledku klimatu

Trend teplot ČR 1961-2024, trend teplot Klementinum 1770-2024, trend teplot svět 1940-2024. Lineární trend Praha Klementinum 1961-2024 je rozdíl 2,9°C, lineární trend ČR 1961-2024 je rozdíl 2,2 °C.

Podle dat evropské služby Copernicus dosáhla průměrná globální teplota 15,1 °C, což je o 1,6 °C více než v předprůmyslové éře( 1850-1900).

Mezinárodní panel pro klimatické změny IPCC 6 . Modely CMIP6 predikují oteplení mezi 1,8 a 5,6 ℃. Čili až 5°C od roku 1850 do roku 2100 .

Kniha : Miroslav Kutílek -Racionálně o globálním oteplování ukazuje, že celkový dopad Milankovičových cyklů ( 20 000 let, 41 000 let a 100 000 let) na 60 °severní šířky je až 37 W/m2, tedy více než 10% průměrného dopadajícího slunečního záření na zemský povrch ( 342 W/m2).

Změny působí cyklicky a dlouhodobě. Přesto nikdy globální teplota nepřesáhla 25°C, tedy o 10 °C víc jak nyní. Antropogenní vliv je uvažován od roku 1770. Na rok 2023 je vyjádřen s přesností na desetiny celkem na 3,5 W/m2 (bez vodní páry, pro CO2 - 2,16 W/m2, CH4 - 0,54 W/m2, dále ozon O3, N20, freony..), což je asi 1% dopadajícího záření.

Vliv Vodní Páry a Skleníkových Plynů

Průměrná teplota Země (přibližně 15°C) odpovídá vyzařování infračerveného záření asi 10,5 mikrometrů. Vodní pára pohlcuje v širokém spektru a právě v oblasti kolem 10,5 mikrometru je tzv. okno vodních par ( Wapor Window). Ve spektru zřetelně část (v grafu v pravé části okna vodních par) pohlcuje CO2.

Vyzařování infračerveného záření povrchu Země (jako absolutně černého tělesa) je dáno průměrnou teplotou 15°C (288 K). Stefan- Boltzmannova rovnice. Jinak zápis I [W/m2] = σ T4. Skleníkové plyny infračervené záření pohlcují, ale také vyzařují, a to náhodně a všesměrově.

Pro neskleníkové plyny atmosféry, hlavně dusík a kyslík, je atmosféra v propustné části infračerveného spektra. Prostě infračerveně nevyzařují ani nepohlcují.

Antropogenní vliv na koncentrace vodních par v atmosféře je nepřímý. Klimatolog Radim Tolasz ( přímou citaci jsem někde ztratil, takže jen přibližně) říká, že primární je nárůst ppm CO2. Zvýšená teploty vede i ke zvýšení vodních par ve vzduchu. Vyjádřit vliv velmi proměnného množství vodních par ve vzduchu je skoro nemožné i v modelech. Dále uvádí, že vodní pára má mnohostranný účinek, oteplování jako skleníkový plyn, ale i ochlazování jako mraky, které odrážejí sluneční záření.

Měření Klimatu a Historické Perspektivy

Klima je však jedním ze základních pěti faktorů ovlivňujících vývoj půdy a způsobujících, že na planetě Země jsou půdy velice rozdílné, různící se svými vlastnostmi. Protože se všechny faktory včetně klimatu v geologické, a také téměř nedávné minulosti Země měnily, zůstaly nám tyto změny někdy zapsané ve vlastnostech dnešních půd, dokonce jsme našli zachovalé pozůstatky těchto starých půd z období celých čtvrtohor (kvartéru).

Globální oteplování, klimatické změny, existence skleníkového efektu se nezřídka stávají argumentem spíše v rukou politiků než erudovaných odborníků. Milankovičovy cykly, dlouhodobé změny v pohybu Země kolem Slunce, hrají klíčovou roli v klimatických výkyvech na naší planetě. Tyto cykly zahrnují změny excentricity oběžné dráhy, sklonu zemské osy a precese, což ovlivňuje množství sluneční energie dopadající na jednotlivé oblasti Země. Nové studie potvrzují, že Milankovičovy cykly významně ovlivnily historické klimatické změny a jejich pochopení je zásadní pro predikci budoucího vývoje klimatu. Ačkoli dnešní globální oteplování je primárně důsledkem lidské činnosti, tyto přirozené cykly mohou v dlouhodobém měřítku ovlivnit klimatickou stabilitu planety.

tags: #milankovicovy #klimaticke #cykly #vysvetleni

Oblíbené příspěvky:

• Odbor ekologie Prachatice
• Znečištění ovzduší: Příčiny a důsledky
• Co je to panský striptýz v přírodě?
• Inspirace pro odpadkový koš
• Vliv jaderné energie na ovzduší