3. Klimata mainība un klimata pārmaiņas
Klimats un ilgtspējīga attīstība
Redaktori: Māris Kļaviņš un Jānis Zaļoksnis.
Rīga: LU Akadēmiskais apgāds, 2016, lpp
Grāmata “Klimats un ilgtspējīga attīstība” izstrādāta un izdota Eiropas Ekonomikas zonas finanšu instrumenta 2009.–2014. gada perioda programmas “Nacionālā klimata politika” neliela apjoma grantu shēmas projektu “Kapacitātes celšana pētījumiem un pasākumiem sabiedrības zināšanu uzlabošanai par klimata pārmaiņām un to radītajām sekām” projekta “Klimata pārmaiņu izglītība visiem” ietvaros.
3.3. Zemes orbitālās un rotācijas kustības rakstura izmaiņas
Zemes orbītas izmaiņas nosaka Saules starojuma un tā daudzuma sadalījumu uz zemeslodes. Līdz ar to periodiski noritoša klimata mainība saistāma ar Saules radiācijas intensitātes izmaiņām, kuras nosaka ne tik daudz starojuma daudzuma izmaiņas, kuras Zeme saņem no Saules, kā Zemes kustības orbītas izmaiņas ap Sauli. Zemes kustības ap Sauli raksturo trīs mainības veidi (3.6. attēls). Pirmkārt, mainībai ir pakļauts Zemes orbītas veids – elipses ekscentricitāte, proti, izmaiņas attālumā līdz Saulei. Šī mainības perioda ilgums ir ap 100 000 gadu. Mainībai ir pakļauts arī tā saucamais Zemes rotācijas aksiālais slīpums – Zemes rotācijas ass novietojums attiecībā pret kustības plakni ap Sauli, kas var mainīties no 21,6 līdz 24,5 grādiem (pašlaik tas ir 23,5 grādi). Zemes rotācijas aksiālais slīpuma izmaiņas periods ir 41 000 gadu. Trešais Zemes kustības ap Sauli rakstura mainības veids saistīts ar tā gadalaika nomaiņu, kurā Zeme ir vistuvāk Saulei (Zemes perihēlijs). Šī perioda ilgums ir ap 23 000 gadu (pašlaik Zeme ir vistuvāk Saulei janvārī). Klimata mainībai desmitu un simtu gadu tūkstošu laikā (ledus laikmetu veidošanās un klimata optimuma periodi) pirmo reizi uzmanību pievērsa britu zinātnieks Džeimss Krolls, bet šīs idejas tālāk attīstīja serbu klimatologs Milutins Milankovičs, saistot klimata mainību ar Zemes ass novietojuma mainību attiecībā pret Sauli. Pēc Milankoviča teorijas, Zemes kustības orbītas ap Sauli periodiskā mainība un Zemes rotācijas ass mainība ir bijuši vieni no svarīgākajiem virzītājspēkiem, kas veicinājuši ledus laikmetu veidošanos. Orbitālās izmaiņas notiek gadu tūkstošiem ilgi. Klimata sistēmas atbildes reakcija uz šīm izmaiņām arī var norisināties tūkstošiem gadu. Pamatvilcienos aprēķinātās Zemes orbītas kustības rakstura izmaiņas un ledus laikmeta periodi sakrīt, līdz ar to apstiprinot Zemes kustības ap Sauli rakstura nozīmību Zemes klimata sistēmas izveidē.
Ar atļauju, pēc „Climate Change 2007: The Physical Science Basis”, IPCC.
Mainoties Zemes kustības ap Sauli raksturam un tās ass novietojumam, būtiski mainās Saules starojuma sadalījums uz Zemes un tā izmaiņas gada laikā. Šīs izmaiņas īpaši skar Zemes polāros reģionus. Tajā pašā laikā tikai izmaiņas enerģijas daudzumā, kuru Zeme saņem, mainoties Zemes kustības orbītai ap Sauli un Zemes rotācijai ap savu asi un tās novietojumam, neļauj pilnībā izskaidrot temperatūras pazemināšanos ledus laikmetu laikā. Ledus laikmetu iestāšanās un to nomaiņa korelē ar attiecīgām izmaiņām atmosfēras ogļskābās gāzes koncentrācijā. Siltumnīcefekta gāzu koncentrācija atmosfērā, to atbrīvošanās un tā sauktā atgriezeniskā saite starp Zemes orbitālajiem faktoriem un atmosfēras sastāvu ir principiāli nozīmīgs klimatu veidojošs faktors. Milankoviča teorija ļauj prognozēt, kad Zemes kustības rakstura izmaiņas izraisīs būtisku temperatūras pazemināšanos uz Zemes – nākamo ledus laikmetu. Saskaņā ar aprēķiniem tas var iestāties pēc ≈ 50 000 gadu.
3.6. att. Zemes kustības ap Sauli orbitāles (E) un Zemes rotācijas ap savu asi un tās novietojuma (T, P) mainības raksturs.
Ar atļauju, pēc „Climate Change 2007: The Physical Science Basis”, IPCC.
Mainoties Zemes kustības ap Sauli raksturam un tās ass novietojumam, būtiski mainās Saules starojuma sadalījums uz Zemes un tā izmaiņas gada laikā. Šīs izmaiņas īpaši skar Zemes polāros reģionus. Tajā pašā laikā tikai izmaiņas enerģijas daudzumā, kuru Zeme saņem, mainoties Zemes kustības orbītai ap Sauli un Zemes rotācijai ap savu asi un tās novietojumam, neļauj pilnībā izskaidrot temperatūras pazemināšanos ledus laikmetu laikā. Ledus laikmetu iestāšanās un to nomaiņa korelē ar attiecīgām izmaiņām atmosfēras ogļskābās gāzes koncentrācijā. Siltumnīcefekta gāzu koncentrācija atmosfērā, to atbrīvošanās un tā sauktā atgriezeniskā saite starp Zemes orbitālajiem faktoriem un atmosfēras sastāvu ir principiāli nozīmīgs klimatu veidojošs faktors. Milankoviča teorija ļauj prognozēt, kad Zemes kustības rakstura izmaiņas izraisīs būtisku temperatūras pazemināšanos uz Zemes – nākamo ledus laikmetu. Saskaņā ar aprēķiniem tas var iestāties pēc ≈ 50 000 gadu.