关于地球轨道和气候变化你需要知道的一切

气候科学是一项复杂的工作，要了解气候变化在多大程度上是人为的，还需要了解地球强大的自然循环。其中一个自然周期涉及到地球的轨道和它与太阳的复杂舞蹈。

关于地球轨道及其对气候变化的影响，你需要知道的第一件事是，轨道相位发生在数万年之间，因此轨道模式可能有助于解释的唯一气候趋势是长期的。

即便如此，观察地球的轨道周期仍然可以提供一些宝贵的视角，了解短期内正在发生什么。最值得注意的是，你可能会惊讶地发现，尽管地球的轨道阶段相对较冷，但地球目前的变暖趋势正在发生。因此，我们有可能更好地认识到，与此相反，人为变暖必然在很大程度上发生。

没你想的那么简单

许多人可能会惊讶地发现，地球绕太阳的轨道比儿童科学课堂上学习的简单图表要复杂得多。例如，地球轨道在几千年的过程中至少有三种主要的变化方式:偏心率、倾角和岁差。地球在每一个周期中的位置对地球暴露在太阳辐射下的热量有重大影响。

看看这段必看的教育视频，了解地球复杂的轨道:

地球轨道偏心率

与许多太阳系的图表所描绘的不同，地球绕太阳的轨道是椭圆的，而不是完美的圆形。行星轨道椭圆的程度称为其偏心率。这意味着，在一年中的某些时候，地球比其他时候更接近太阳。显然，当行星离太阳越近时，它接收到的太阳辐射就越多。

地球经过太阳最近的点叫做近日点，离太阳最远的点叫做远日点。

事实证明，地球轨道偏心率的形状随着时间的推移而变化，从接近圆形(低偏心率为0.0034)到温和椭圆形(高偏心率为0.058)。地球经历一个完整的周期大约需要10万年。在高偏心率时期，地球上的辐射照射在近日点和远日点之间的波动会因此更大。在低离心率时期，这些波动同样要温和得多。目前，地球的轨道偏心率约为0.0167，这意味着它的轨道更接近于最圆的状态。

地球的轴向倾角

大多数人都知道地球上的季节是由地轴的倾斜引起的。例如，当北半球是夏天，南半球是冬天时，地球的北极是向太阳倾斜的。当南极更偏向太阳时，季节也会反过来。

然而，许多人没有意识到的是，地球倾斜的角度以4万年为一个周期而变化。这些轴向变化被称为行星的倾角。

对于地球来说，地轴的倾斜度在22.1度到24.5度之间。当倾斜程度较高时，季节也会更加严酷。目前地球的轴向倾角约为23.5度——大致处于周期的中间——并且处于下降阶段。

地球的旋进

也许地球轨道变化中最复杂的是岁差变化。基本上，由于地球在地轴上摆动，地球处于近日点或远日点的特定季节会随着时间的推移而变化。这可能会造成季节严重程度的巨大差异，这取决于你是生活在北半球还是南半球。例如，如果地球处于近日点时北半球是夏天，那么这个夏天很可能更加极端。相比之下，当北半球在远日点经历夏季时，季节对比就会不那么严重。下面的图片可能有助于可视化这是如何工作的:

这个周期大约以21- 26000年为周期波动。目前，北半球的夏至发生在远日点附近，所以在其他因素相同的情况下，南半球应该比北半球经历更极端的季节对比。

这和气候变化有什么关系?

很简单，在任何给定的时间里，轰炸地球的太阳辐射越多，地球就会变暖。因此，地球在每个周期中的位置应该对长期气候趋势产生可衡量的影响——事实也确实如此。但这还不是全部。另一个因素与哪个半球恰好受到最猛烈的轰炸有关。这是因为陆地比海洋变暖更快，而且北半球比南半球被更多的陆地和更少的海洋所覆盖。

研究还表明，地球冰川期和间冰期之间的变化与北半球夏季的严重程度最为相关。当夏季气候温和时，有足够的冰雪在整个季节保持，保持冰川层。然而，当夏天太热时，夏天融化的冰比冬天补充的冰要多。

考虑到这一切，我们可以想象一场全球变暖的“完美轨道风暴”:当地球轨道的偏心率最高时，地球轴向倾斜度最高，北半球在夏至时处于近日点。

但这不是我们今天看到的。相反，地球的北半球目前正经历远日点的夏季，地球的倾角目前正处于其周期的递减阶段，而地球的轨道正相当接近其离心率的最低阶段。换句话说，地球当前的轨道位置应该导致温度下降，但相反，地球的平均温度在上升。

结论

所有这一切的直接教训是，地球的平均温度肯定有更多的东西不能通过轨道相位来解释。但还有一个次要的教训:人为的全球变暖，气候科学家们绝大多数认为是当前变暖趋势的罪魁祸首，至少在短期内足以抵消相对较冷的轨道阶段。这一事实至少应该让我们停下来思考人类对气候的深远影响，即使在地球自然循环的背景下也是如此。