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| ミランコヴィッチメニューへ戻る ミランコヴィッチ理論と気候-1 MILANKOVITCH THEORY AND CLIMATE A. Berger Berger, Institut d'Astronomie et de Geophysique G. Lema•tre, Universit• Catholique de Louvain Louvain-la-Neuve, Belgium pdf 原文 ミランコヴィッチ理論と気候2 ミランコヴィッチ理論と気候3 ミランコヴィッチ理論と気候4 ミランコヴィッチ理論と気候5 ミランコヴィッチ理論と気候6 ミランコヴィッチ理論と気候7 ミランコヴィッチ理論と気候8 ミランコヴィッチ理論と気候9 ミランコヴィッチ理論と気候10 ミランコヴィッチ理論と気候11 ミランコヴィッチ理論と気候12 抄録 抄録。最長の天体物理学的および詳細な季節サイクルの中で）気候に影響を与える可能性がある天文学的なサイクルのために考慮されている異なる緯度、その長期的な偏差（とさえ外部のすべての強制メカニズムの中で長期平均、気候システム自体の13％として大きくなることができます）、唯一の地球の軌道値の要素の極端な変動の間に関与するものと、時にはかなりの変化が1万年未満で発生することができます。 このような複雑さは、地質学的な概念的なものから推論された長期的な気候データから三次元の大気の記録まで、さまざまなカテゴリーの他のデータと有意に関連していることがわかっている。一般的な循環モデルと二次元古気候の天文学的理論の目的は、ミランコビッチのために、全体の気候系の時間依存モデルであることの特定のバージョンは、この関係を研究することです現在、天文学的に日射と気候の間に天文学的に地球規模での物理的な現実をテストするために強制されています。 理論：それは4つの異なる部分で構成されています。最も最近のモデル化されたeforbital要素の出力は、日射量、気候のための砦は、過去のモデルのデータ、および地質学的なデータと好意的に比較しています。19世紀には40万年。したがって、モデル予測世紀、クロールとピルグリムは、次の10万年のための重要性を強調し、氷河期の原因として厳しい冬のための基礎として使用されています。その後、20世紀前半を中心に、K-ppen、Spitaler、Milankovitchは、温暖な冬と冷涼な夏が氷河期に有利であると考えました。K-ppenとWegenerがミランコビッチの新放射曲線をPenckとBr-cknerの第四紀の細分化に関連づけた後、人為的擾乱がない場合に軌道変動によって気候がどのように変化するかを予測するSUCHはどうかという議論が長く続いた。 約6000年前に始まった長期的な冷え込み傾向は、今後5000年ほど続くと考えられており、この最初の最低気温は、現在よりも後の15000年前後で改善し、23000年前後を中心とした冷え込みの間隔を経て、60000年前後で日射量の大きな氷河の変化が第四紀の氷河-間氷期サイクルを説明することができると考えられています。1970年代には、年代測定の改善、取得、および1.コンピュータの出現に伴い、地質データを解釈する上での導入が行われた。 １．序論 この論文の主な目的は、天文学と気候モデル、Milankovttchを説明し、復活した古典籍の天文学的理論を見直すことである。過去5年間で、それは地質学、天文学、気候学のほとんどに機会を提供してくれる仲間を克服し、より良い論理的困難の動的挙動を理解しています。 本研究では、7つの異なる天文学的解法と4つの異なる時間領域(現在より前の0-0.8万年前(Myr B.P.), 0.8-1.6Myr B.P., 1.6-2.4Myr B.P., 2.4-3.2Myr B.P.)を比較することにより、天文学的要素の長期変動と日射値の精度とそのスペクトルの安定性を分析した。時間領域での精度を高めるためには、降水系の改良が必要である。その過程で、私はまた、地質学、天文学、物理学、化学、生物学、地球物理学（国際科学連合のすべての組合）の交差点にあり、固体地球、大気、水圏、海洋のプロセスに関連しているこの理論（図1）を説明します（すべての国際測地学・地球物理学連合（IUGG）協会の基礎にある）。  図1. 古気候の天文学的理論とIUGGの相互結合問題。 安定性の観点からは、周波数の最も適した対象であり、基本的な期間の地球変動研究[Malone and Roederer, 1984; (40, 23, 19 kyr前後)は、National Research Council, 1986]を悪化させません。また、過去 5 年の間の時間の経過とともに変化しているが、各日射量や天文科学のための純粋な基礎的重要性の応用の相対的な例として、より良いアンダーカルパラメータを目指しているだけでなく、この場合は気候の場合には、考慮されている期間の関数である。 この論文では、気候変動のかなりの割合を占めているのは、大きく分けて3つの部分である。(1)天文学的な周波数による日射量の変化によって何らかの形で引き起こされた気候変化、(2)地球の軌道の変化としてのミランコビッチ理論である。天文理論の特殊なケースと、(3)1975年以降の天文理論の復活の基礎となった天文周波数と気候周波数は共通しているだけでなく、気候系列はモデル化を含めて位相的に固定されており、軌道変動との強い相関性を持っている。 月の日射量（すなわち、2.古気候と第四紀の氷期-間氷期サイクル）があることを条件に、米国地球物理学連合（American Geophysical Union）による Copyright 1988. 論文番号8R0239。8755-1209/88/008R-0239505. O0 まず、地球表面の大気全球平均気温の記録が地球の全歴史にわたって利用可能であると仮定すると、その理想化された分散スペクトル（図624 Berger. Milankovitch Theory and Climate 625 地球気候の天文学的理論 A RELEVANT EXAMPLE FOR GLOBAL CHANGE 固体地球大気 I-drolo- 図1.  図6. 緯度と日射量の関数としての現在の日射量の1平方メートル当たりのワット数(a)は大気圏上部で、(b)は地表で吸収される [Tricot and Berger, 1988の後のもの]. 古気候の天文学的な理論は、古気候とIUGGの間の問題。 ure 2)は、氷河期の大きな変動性を説明するだろう（このパラメータの時間の氷河期-間氷期の段階。最近ではImbrieと第四紀）。彼らはまた、DeterminisShackleton [1986]に関連している地球の気候のような分布を評価するために軌道parameprojectのチックな天文学的変動に協力し始めた[Milankovitch, 1941]：周波数の広い範囲でのサイクルICの分散。このプロジェクトでは、深海掘削プロジェクトのサイトから生成された記録のいくつかと更新世と完新世の記録を使用しており、地球の歴史における気候変動の特徴についての基本的な洞察を提供する必要があります。) Mitchell [1976]によって可視化されたように、スペクトルは内部の確率的メカニズムに由来し、予測可能性の低さに対応するバックグラウンドレベルの変動性を示しており、約21,000年では軸方向の前傾、約41,000年では黄道の斜度の変化（軸方向の傾き）、約10万年では地球の軌道の偏心に対応するサイクルを示している。最後に、4,500万年と3億5,000万年付近のピークは、造山や地殻変動の影響による氷河や大陸の「ドリフト」（プレートテクトニクス）に関連している可能性がある。このように、天文学的理論は、地球の軌道パラメータのバンド制限的な変動と外部強制過程による変動、およびはるかに高い程度の事前応答に対応する気候の特徴的な周波数に重畳された時間スケールの、気候系のより長い機構に向かって振幅が増大することが非常によく知られている決定論的なforcappearsの1つに焦点を当てています[Berger et al. 私たちの惑星地球が誕生したのは約45億年前である。 多くの重要な出来事が、気候変動の周期的な構成要素である日周変動や年変動、1.T-eの生命の最も初期の形態は、その高調波を遡っているのに対し、ピークは3.5×10年前の変化を表している。陸上での植物のT-eの最初の出現は、準周期的または不周期的であったが、好ましい450 x 10 v年前。3-7日3でピーク。広範な沼地（石炭の起源では、シナプスの撹乱のメインシームに関連付けられている）は、300×10年前に形成された。わずかに上昇したreg- 4. 大西洋の開口部は、100-400年でスペクトルの220×106イオンを開始し、パンゲアの崩壊と年前に関連付けられています。 恐竜は70×106年前に消えた、 "小氷期 "は、初期と哺乳類の近代的な秩序の主要な放射線の急速な拡大と17世紀に始まった紀元前70から50×10年に発生しました。年は、おそらく、観測された6を冷却するためです。 アルパインorogenesistarted 40 x 106年前にいわゆる後氷期 "気候最適 "後、ヒマラヤ山脈の建物、20 x 106（また、大西洋のinterstadeまたはhypsitherm-年後と名付けられた。この長い歴史は、気候が数年前よりも著しく寒くなっていると特性に関連している可能性があります約5000偉大な古代文明の間に期間がちりばめられている-他の人。これらの寒冷化現象は、海洋のいわゆる氷期の時間スケール[Pestiaux et al.] ベルガー ミランコビッチ理論と気候 10 4 I I I I I I I I I I I I I I I I z 1o 2 K IO 地殻変動 T SPECTRUM SURFACE 軌道変動 0 >. 0 >' 年周回 0.1 101o 10'9 10 8 10 ? 10 -' 10 $ 10 4 10 3 10 2 10 1 PERIOD IN YEARS 日周回 0.1 10 -2 10 -3 10 -4  図2. 気候変動の暫定的なスペクトル. 全ての変動期間における気候の相対的な変動の推定値。内部の確率的メカニズムに由来し、予測可能性が低いことに対応するバックグラウンドレベルの変動は、より長い時間スケールになるほど振幅が大きくなり、外部からの強制的なプロセスのために、帯状に限定された変動が重なっているように見える。 -O-o O- l "" '-'SENT - GLACIAL -AGE 5 I00- 200 - P[RMOCARBONIFEROUS I 300- BGLAClAL AGE 400 - ORDOVICIAN s- I g -o - a5 600 1 CATE I PRECAM- 7- BRIAN I GLACIAC 8-j A- {S) o 900 I-a 40 LAST MAJOR CLIMATIC CYCLE ICE SHEETS APPEAR ARPEAR IN N. HEMISPHEREの反氷床氷床が拡大し、反氷床氷床形態が拡大し、N.HEMISPHEREでは山岳氷河が出現した。ヘミスピア-南極海では小規模な海氷が広く分布し、南極海周辺の水は冷え、海氷が形成される 45 50 55 -南極海-オーストラリア航路が開き、中国大陸の減少が始まる  図3. 過去10億年の気候の推移。極地で氷床が発生した間隔を左に氷河期として示す [Frakes, 1979]。右側には新生代の気候衰退の重要な出来事の概要が示されている（Imbrie and Imbrie [1979]より引用し、著者とEnslow Publishersの許可を得て転載）。 ベルガー ミランコフッチ理論と気候 62? 25 o 20 u- 10 EOCENE JOL'GOCENEJ MIOCENE J PL'OCENE QU. 図4a. Woldstedt [1961]によって与えられた過去60年の中央ヨーロッパの平均地表面温度の変化の推定値（著者とNational Academy Pressの許可を得てPollack [1982]から転載）。Woldstedtの時間スケールは第四紀から始まることを指摘しなければなりません。さらに、古気候のクロノノミカル理論。この理論は、始新世、漸新世、中新世の層序では、地球の公転と鮮新世、第四紀の変化が修正されていると主張している。 図4bに示すように、第四紀の大まかな時期から、季節的には55, 37.5, 22.5, 5, 1.8Myr B.P.に、緯度的には5, 5, 5, 1.8Myr B.P.に、回転パラメータが十分に大きく変化している。一方、図4aで示された地球外日射量が長く、第三紀に再燃する強制的な氷河期と間氷期の気候変動の間隔が小さいことは、地質学的記録から推測される気候変動の仕方を反映している。3. 3. 古気候の天文学的理論。 しかし、他の変化は、海面水温、海面高度[Chappell and Shackleton, 1986]、熱帯のモンスーンの強さ[Kutzbach and Street-Perrott, 1985; Prell and Kutzbach, 1987]、そして氷床の大きさ、特に北半球の中緯度から高緯度の氷床[Hughes et al., 1981]にも影響を与えた。  図4a. Woldstedt [1961]が与えた過去60年の中央ヨーロッパの平均地表面温度の変化の推定値(Pollack [1982]から著者とNational Academy Pressの許可を得て転載)。Woldstedtの時間スケールは第四紀から始まっていることを指摘しなければならない。さらに、始新世、漸新世、中新世鮮新世、鮮新世、第四紀の年代序列はその後修正されている。図4bに示すように、これらの年代は、それぞれ約55万年前、37.5万年前、22.5万年前、5万年前、1.8万年前から始まるようになった[Van Eysinga, 1983]。一方、図4aで示された第三紀の気候の変動の少ない長い間隔は、実際の気候史ではなく、地質記録の時間的分解能とサンプリング頻度を反映したものであり、図4bで示されている。  図 4b. 古植物学的データから得られた温帯氷期と間氷期の第三紀の平均値の傾向 [Savin, 1977;I.A. 例えば、古気候 Frakes, 1979; Lloyd, 1984]は、古生物学的なデータを用いたが ロイドの記録はまだ不完全であり、著者と最後の氷河期の最大値の間に、20 icプレスとS.M.サヴィンと年次レビューからの許可を得て、平均空気表面[1984]から転載）。 図5では、100年周期の準周期を持つ鋸歯状の形をしていますが、その上に41年周期と21年周期の短い準周期が重なっていることがわかります。過去数百万年を特徴づけるこの種の広範な気候的特徴（そしておそらく三畳紀後期に発生したような非氷河期の他の気候変動［Olsen, 1986］）は、地球のタイムスパンの10％のアストロで説明されています。これらの地質学的な「期間」（大文字の氷河期）は、更新世氷河期（小文字の氷河期）または氷河期と呼ばれる更新世氷河とは区別されなければなりませんが、これは地質学的な時間スケールでの「段階」です[Van Eysinga, 1983]。氷河期を正確に定義することは難しい。  図5. 太平洋赤道域(～北緯160度)のコアV28-238の過去1.6 Myrの酸素同位体と古地磁気記録。同位体の値は Globi-erinoides sacculifer (Shackleton and Opdyke [1976, p.453]以降、著者の許可を得て) の測定値を用いている。アメリカ地質学会）。) 3.1. 天文論の先駆者たち ca. Lamb [1977]によると、氷河期は「極地の近くにあった島々や大きな陸地が永久氷で覆われていた時代」であるとされています。しかし、それはまた、"低緯度から高緯度への非常に急速な気温の低下 "によって特徴づけられています[Brooks, 1970]。これらの氷河期の発生は図3に示されており、ここでは、最後のカンブリア前氷河期、後期オルドビス紀氷河期、ペルモ-炭素化氷河期、そして南極氷床形成に先行した現在の氷河期（この中で私たちは顕著な間氷期の休息を享受している）を認識することができます[Kennett, 1977; Savin, 1977]。 ミランコヴィッチ理論と気候２へつづく |