Kitaran Milankovitch menggambarkan bagaimana perubahan yang agak sedikit dalam pergerakan bumi mempengaruhi iklim planet. Kitaran ini dinamakan untuk Milutin Milankovitch, ahli astrofizik Serbia yang mula menyelidiki penyebab zaman es kuno di bumi pada awal tahun 1900an, menurut Muzium Sejarah Alam Amerika (AMNH).
Bumi mengalami zaman ais paling terkini semasa era Pleistosen, yang berlangsung dari 2.6 juta tahun yang lalu hingga 11,700 tahun yang lalu. Selama beribu-ribu tahun pada satu masa, bahkan kawasan yang lebih sederhana di dunia ditutup dengan glasier dan lembaran ais, menurut University of California Museum of Paleontology.
Untuk menentukan bagaimana bumi dapat mengalami perubahan besar dalam iklim dari masa ke masa, Milankovitch menggabungkan data mengenai variasi kedudukan bumi dengan garis masa zaman ais semasa Pleistosen. Beliau mempelajari variasi Bumi selama 600,000 tahun yang lalu dan mengira jumlah sinaran matahari yang berbeza-beza disebabkan perubahan parameter orbital Bumi. Dengan berbuat demikian, beliau dapat menghubungkan jumlah sinaran suria yang lebih rendah di lintang utara yang tinggi ke zaman ais sebelumnya Eropah, menurut AMNH.
Pengiraan dan carta Milankovitch, yang diterbitkan pada tahun 1920-an dan masih digunakan hari ini untuk memahami iklim masa lalu dan masa depan, membawanya untuk menyimpulkan bahawa terdapat tiga siklus tempat yang berbeza, masing-masing dengan panjang siklusnya sendiri, yang mempengaruhi iklim di Bumi: sifat eksentrik orbit bumi, kecondongan paksi planet dan gumpalan paksi.
Perpaduan
Bumi mengorbit matahari dalam bentuk bujur yang dipanggil elips, dengan matahari di salah satu daripada dua pusat fokus (foci). Ellipticity adalah ukuran bentuk bujur dan ditakrifkan oleh nisbah paksi semiminor (panjang paksi pendek elips) kepada paksi semimajor (panjang paksi panjang elips), menurut Swinburne Universiti. Lingkaran yang sempurna, di mana kedua-dua kumpulan bertemu di tengah, mempunyai ellipticity 0 (sifat eksentrik yang rendah), dan elips yang dilapisi ke hampir garis lurus mempunyai sifat eksentrik hampir 1 (sifat eksentrik yang tinggi).
Orbit bumi sedikit mengubah sifat eksentriknya selama 100,000 tahun dari hampir 0 hingga 0.07 dan kembali lagi, menurut Balai Cerap Bumi NASA. Apabila orbit Bumi mempunyai sifat eksentrik yang lebih tinggi, permukaan planet ini menerima 20 hingga 30 peratus lebih banyak sinaran suria apabila ia berada di perihelion (jarak terpantas di antara Bumi dan matahari setiap orbit) daripada ketika berada di aphelion (jarak terbesar antara Bumi dan matahari setiap orbit). Apabila orbit Bumi mempunyai sifat eksentrik yang rendah, terdapat sedikit perbezaan dalam jumlah sinaran matahari yang diterima antara perihelion dan aphelion.
Hari ini, sifat eksentrik orbit bumi adalah 0.017. Pada perihelion, yang berlaku pada atau sekitar 3 Jan setiap tahun, permukaan bumi menerima kira-kira 6 peratus lebih banyak sinaran matahari daripada pada aphelion, yang berlaku pada atau sekitar 4 Julai.
Kecondongan aksial
Kecondongan paksi bumi relatif kepada satah orbitnya adalah sebab kita mengalami musim. Perubahan kecil dalam kecondongan berubah jumlah sinaran suria yang jatuh di lokasi tertentu Bumi, menurut Indiana University Bloomington. Selama kira-kira 41,000 tahun, kecondongan paksi bumi, yang juga dikenali sebagai kecuaian, bervariasi antara 21.5 dan 24.5 darjah.
Apabila paksi berada pada kecondongan minimum, jumlah sinaran suria tidak banyak berubah antara musim panas dan musim sejuk untuk kebanyakan permukaan bumi dan oleh itu, musim kurang teruk. Ini bermakna bahawa musim panas di tiang lebih sejuk, yang membolehkan salji dan ais berterusan sepanjang musim panas dan musim sejuk, akhirnya membina lembaran ais yang sangat besar.
Hari ini, Bumi terendam 23.5 darjah, dan perlahan-lahan berkurang, menurut EarthSky.
Precession
Bumi bergoyang hanya sedikit kerana berputar pada paksi, sama seperti apabila puncak berpusing mula melambatkan. Goncang ini, yang dikenali sebagai precession, terutamanya disebabkan oleh graviti matahari dan bulan yang menarik di bumi khatulistiwa khatulistiwa. Goyangan tidak mengubah kecondongan paksi Bumi, tetapi orientasi berubah. Lebih kurang 26,000 tahun, bumi bergelora di dalam bulatan lengkap, menurut Washington State University.
Kini, dan sejak beberapa ribu tahun yang lalu, paksi Bumi telah menunjuk ke utara lebih kurang ke arah Polaris, yang juga dikenali sebagai Bintang Utara. Tetapi Bumi bergetar secara beransur-ansur beransur-ansur bermakna Polaris tidak selalunya Bintang Utara. Sekitar 5,000 tahun yang lalu Bumi lebih menunjuk kepada bintang lain, yang dipanggil Thubin. Dan, dalam kira-kira 12,000 tahun, paksi akan mengembara lebih sedikit di sekeliling bulatan presiden dan akan menunjuk ke arah Vega, yang akan menjadi Bintang Utara yang akan datang.
Apabila Bumi melengkapkan kitaran precession, orientasi planet ini diubah sehubungan dengan perihelion dan aphelion. Jika hemisfera ditujukan ke arah matahari semasa perihelion (jarak terpantas antara Bumi dan matahari), ia akan ditunjuk semasa aphelion (jarak terbesar antara Bumi dan matahari), dan sebaliknya adalah benar untuk hemisfera lain. Bilah bumi yang menunjuk ke arah matahari selama perihelion dan pergi semasa aphelion mengalami kontras musiman yang lebih melampau daripada hemisfera lain.
Pada masa ini, musim panas hemisfera selatan berlaku berhampiran perihelion dan musim sejuk berhampiran aphelion, yang bermaksud hemisfera selatan mengalami musim yang lebih melampau daripada hemisfera utara.
Tambahan sumber:
