Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Гилмор Р. -> "Прикладная теория катастроф Том 2" -> 30

Прикладная теория катастроф Том 2 - Гилмор Р.

Гилмор Р. Прикладная теория катастроф Том 2 — М.: Наука, 1990. — 287 c.
Скачать (прямая ссылка): prikladnayateoriyakatastroft21990.pdf
Предыдущая << 1 .. 24 25 26 27 28 29 < 30 > 31 32 33 34 35 36 .. 109 >> Следующая


&

Si

Отклонение магнитного поля, град.

I, ^ | S ^ | *> §.

^ ...........................I ¦ I I rr<' I ... Р».
72

Глава 16

[16]. Однако на математической основе эта гипотеза впервые была разработана Миланковичем [17, 18]. Предложенная им теория позволяет экстраполировать корреляцию между историей развития земного климата и изменением орбиты Земли. Если такая корреляция оказывается приемлемой для прошлого, теория может давать прогнозы на будущее.

В пяти из шести рассмотренных выше типов теорий имеющихся знаний недостаточно для получения сколько-нибудь осмысленных корреляций между изменениями климата и другими явлениями. Эта ситуация может измениться по мере расширения наших знаний о Солнце, об окружении нашей Галактики, о внутреннем строении Земли и изменении ее магнитного поля, а также по мере развития возможностей решения нелинейных дифференциальных уравнений. Поскольку на данный момент сведений о свойстве земной орбиты оказывается вполне достаточно для проверки теории Миланковича, мы вынуждены ограничиться изучением именно этой теории и возможностей ее практического применения.

2. ТЕОРИЯ МИЛАНКОВИЧА

Миланкович убедительно показал, что изменения параметров орбиты Земли приводят к изменению количества солнечного света, поступающего в верхние слои атмосферы (изменению падающей радиации) [17—20]. Колебания климата могут быть обусловлены изменениями трех параметров орбиты— эксцентриситета, наклонения эклиптики и прецессии.

Эксцентриситет. В поле центральных сил с потенциалом l/г планета движется по эллипсу. Плоскость эллиптической орбиты называется эклиптикой. Форма орбиты характеризуется эксцентриситетом е. Как эклиптика, так и эксцентриситет являются инвариантами движения.

Движение Земли по орбите вокруг Солнца возмущается другими планетами и зависит от ряда факторов. Подобные нецентральные возмущения за счет влияния других планет оставляют плоскость эллиптической орбиты, по существу, неизменной. Однако за прошедший миллион лет эксцентриситет изменялся от 0,00 примерно до 0,06 (рис. 16.3, а). Это изменение не описывается гармоническими (с одной частотой) колебаниями; имеется спектр частот, причем преобладают частоты, которым соответствуют периоды колебаний от 90 до 105 тыс. лет, в среднем около 93 тыс. лет (рис. 16.3,6). В данное время эксцентриситет орбиты мал. Количество энергии, поступающей в верхние слои атмосферы при почти круговой орбите и при максимальном эксцентриситете, различается на 0,1 %. Этого вполне достаточно для изменения средней температуры земной
Климатология

73

Полюс

эклиптики

Тыс. лет до настоящего бремени 5

Рис. 16.3,

а — изменения орбиты Земли вызваны влиянием других планет. При этом плоскость орбиты остается неизменной, так как первичные возмущения вызваны планетами, орбиты которых лежат в одной плоскости. Эксцентриситет изменяется от 0,00 до 0,06; б — изменение эксцентриситета земной орбиты на протяжении последних 500 тыс. лет [22].

поверхности на несколько кельвинов, что в свою очередь до* статочно для возникновения экстремальных климатических ус-ловий [3].

В тех случаях, когда зима (например, в Северном полушарии) приходится на время прохождения перигелия (самого близкого расстояния до Солнца), Земля в среднем ближе к Солнцу, и это время года будет короче. В нашу эпоху перигелий приходится на зимний период в Северном полушарии. Таким образом, северные зимы короче и теплее, чем южные. В периоды очень малого эксцентриситета продолжительность зимы в Северном и Южном полушариях была бы примерно одинакова.

Угловой момент вращения Земли не остается неизменным из-за взаимодействия Солнца и Луны с квадрупольным моментом вращения Земли. В результате этого ориентация земной оси меняется относительно системы «неподвижных звезд». Подобное изменение ориентации оси удобно рассматривать с точки зрения двух процессов — изменения наклонения эклиптики и прецессии,
74

Глава 16

Тыс. лет до настоящего Времени 6

Рис. 16.4.

а — прецессия земной оси относительно полюса эклиптики происходит с периодом от 19 до 23 тыс. лет. Угол между полюсом и осью изменяется от 21,8 до 24,4° с периодом около 41 тыс. лет; б — изменение наклона эклиптики Земли за последние 500 тыс. лет [22].

Наклонение эклиптики — угол между плоскостью земного экватора и эклиптикой, или между земной осью и полюсом (перпендикуляром) эклиптики. Наклонение эклиптики изменяется от 21,8 до 24,4° с периодом, приблизительно равным 41 тыс. лет (рис. 16.4). Наклон земной оси не влияет на общую годовую инсоляцию. Он определяет лишь сезонную разницу температур, которая возрастает по мере увеличения наклонения эклиптики.
Климатология

75
Предыдущая << 1 .. 24 25 26 27 28 29 < 30 > 31 32 33 34 35 36 .. 109 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed