Milutin Milankovitch satte på 1920-tallet fram en teori om at istider kunne skyldes jordas baneparametere. Disse baneparameterene har derfor fått navnet Milankovitch-syklene.
Forenklet kan de beskrives som
- Endring i jordbanens eksentrisitet, dvs hvor mye den avviker fra sirkel
- Endring i jordaksens vinkel med baneplanet (tilt) (dvs posisjonen av polarsirklene).
- Jordaksens presesjon, som bestemmer på hvilken årstid jorda er nærmest sola.
I vår tid er jorda nærmest sola i januar
Av disse er det bare eksentrisiteten som endrer den gjennomsnittlige solinstrålingen, og da i svært beskjeden grad. De andre to flytter solinnstrålingen mellom årstider, og mellom ekvatorområdet og polområdet.
| Type | Endrer totalinstråling | Flytter mellom årstider | Flytter på kloden |
|---|---|---|---|
| Aksetilt | Nei | Ja | Ja |
| Aksepresesjon | Nei | Ja | Nei |
| Eksentrisitet | Ja | Ja | Nei |
Forenklet er perioden for eksentrisiteten rundt 100 000 år, for tilt omtrent 41 000 år og for presesjon ca 20000 år.
Kalkulator
Verktøy for å beregne Milankovitch syklene er beskrevet her, med en online kalkulator her.
Man kan også laste ned softwaren for ulike plattformer. (Jeg lastet ned linux versjonen, og måtte da gå inn i Makefile og endre opsjon fra -m32 til -m64 for Fortran-kompilatoren, Ubuntu 16.04)
Eksempler
Figuren viser variasjon i innstråling 21. juni ved 66,5° N for de siste 10000 år. (Figuren tar ikke hensyn til jorda albedo – reell innstråling er mindre fordi noe lys reflekteres). Den store variasjonen på rundt 50 W/m2 skyldes primært at jorda for 10000 år siden var nærmest sola i den nordlige sommeren – altså presesjonen.
Utslaget blir derfor ulikt på andre tider av året, og hvis man midler over hele året får man følgende figur (figuren er laget ved å beregne «mean monthly insolation» for alle 12 måneder og ta middel):
Variasjonen er mye mer beskjeden, og kan relateres til endringen i jordaksens tilt. Tilsvarende kurve ved 66,5° S vil være svært lik, mens den ved ekvator viser en svak økning:
Klimaeffekter
Selv om presesjonen ikke endrer midlere solinnstråling, kan det være betydelige klimaeffekter fordi det har betydning hvilken årstid solinnstrålingen kommer. Det er kjent at det var en varm periode for 5-9000 år siden, hvor varmekjære vekster fantes mye lenger til fjells i Norge enn i dag. Dette kan ha sammenheng med at varmere sommer bidrar positivt til vekst, mens minimumstemperaturen utenfor vekstssesongen spiller mindre rolle. (Raymond Pierrehumbert antyder på side 57 i Principles of Planetary Climate at kaldere vintere kan være en fordel fordi det er ugunstig for skadeinsekter).
Så er det viktig å merke seg at for kloden som helhet er endringen i total solinnstråling pga jordbanen fullstendig neglisjerbar de siste 10000 år.