北回归线在跳动,祸首是太阳还是月亮?分析:米兰科维奇循环所致
北京时间6月21日11:32:00 , 太阳直射23°26'14.12''N , 一年一度的夏至节气到来 。 在这一天 , 太阳直射点达到一年最北的位置 , 而从夏至开始 , 北半球的大气海洋陆地正变得更加炎热 , 很多地方开始逐渐感受到盛夏的气息 。
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南北回归线的存在其实正是地球存在地轴倾角导致的 , 虽然在一整年之中转轴倾角都朝着相同的方向 , 但是因为地球绕着太阳运行 , 因此原先朝向太阳的半球会逐渐改变成背离太阳的半球 , 反之亦然 。 朝向太阳的半球日照时间就会比较长 , 并且阳光在正午时间触及地面的角度越接近垂直的方向 , 该地区在单位面积内得到的能量也越多 , 这种作用是造成地球季节变化的主要原因 。
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不过 , 地轴倾角(黄赤交角)并不是固定不动的 , 换句话说 , 地球北回归线和南回归线的位置也并非就是一成不变的 。 一点点细微的角度变化 , 对应在地球上就是北回归线位置的变化——比如在墨西哥 , 就有一处2005-2010年北回归线位置的标注 , 每个年份北回归线(平均黄赤交角)都稍稍有所变化 , 导致了每年的北回归线位置其实并非一个定值 。
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为什么地球北回归线会发生变化?实际上地球自转轴的倾斜在22.1°至24.5°之间变化 , 只不过是在一个周期长达41000年的长周期中变化 , 而目前正在减少中 。 除了稳定的减少之外 , 还有一个较短的18.6年周期 , 这个周期被称为章动 。 短期内的章动出现因为月球的存在 , 振幅约9.2'' 。 很明显 , 长周期变化幅度更大 , 对于地球的影响也会更加显著——尽管长周期长达41000年 , 但即便如此 , 北回归线的变化其实也相当明显 。 在约一百年前的1917年 , 北回归线在23°27'N整 , 而这一百多年内 , 平均地轴倾角已经减小约48.2'' , 相当于回归线向赤道方向移动约1487米 。 数十年前教科书还会标明黄赤交角23°27' , 现在的版本都改为23°26'了 。
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【北回归线在跳动,祸首是太阳还是月亮?分析:米兰科维奇循环所致】太阳是地球的热量来源 , 地轴倾角的变化会影响到不同纬度接收到的太阳辐射差异 , 这会对气候产生影响 , 尤其是在高纬度地区 , 因此这一因子也被纳入到米兰科维奇循环中 。
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米兰科维奇循环是塞尔维亚的地球物理学家兼天文学家米卢廷·米兰科维奇的气候变化理论 , 米兰科维奇计算了过去数百万年地球的离心率、转轴倾角和轨道的进动的变化 , 发现了这些参数与地球上气候模式 , 尤其是冰川期的关系 。
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地球公转轨迹变化每10万年循环一次 , 来自香港天文台
比如地轴倾角 , 虽然地轴倾角的变化不会改变地球总体接收到的太阳辐射量 , 但会影响不同纬度区域的太阳辐射分配 , 尤其在中高纬度明显 。 而中高纬度太阳辐射的变化影响则进一步影响到高纬度冰雪 , 冰雪总量的变化则会通过表面反照率反馈等过程 , 最终会影响到全球气候 。
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当然 , 米兰科维奇循环的变化尺度是以万年计的 , 在很短的时间内大家可能很难察觉到它的变化 , 但北回归线的波动还是可以在地球上观察到的 。 在今天太阳直射点达到最北之时 , 我国中东部华北黄淮和华南多地高温笼罩 , 和夏至的节气对应 。
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