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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-2 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 この最後の氷河期は、地球が2-3×106年前に突入したもので、通常は第四紀氷河期と呼ばれています（ただし、第四紀氷河期のことを「第四紀氷河期」と呼んでいます。しかし、第三紀と区別しなければならないかどうかについては、多くの議論がある[Campy and Chaline, 1987]。第三紀は、更新世と完新世から構成されており、通常、この時期の用語として好まれている（付録A参照）。 例えば、中央ヨーロッパでは、平均気温が20℃から5℃に低下した（図4）。この氷河期は、気候力学の観点から、第四紀氷河期の地質学的記録の中で、氷河期の存在を説明する最古の方法であり、ミランコヴィッチの方法によって、最も一般的な説明となっています。1947年には早くもオランダの日刊紙が、現在の地球の気候が、地球の自転軸の変化に伴って突然氷河期に突入したという漫画を掲載していました。 3O 25 p -, 20 -5 lo - - 日本 - --.-- W ヨーロッパ m - W 北アメリカ ..... NW アメリカ /"• - ß ........... SEnglond .-'.f-t' '- ./- '.,,,./ ..." ....... , ! - •.• • ,,'" !. .,'" '.... /,, ! ...... PI 中新世 漸新世 漸新世 漸新世 IPole cenelCret I I I I I I I I I (- I0 20 :50 40 50 50 60 60 7,000 万年の間に地球規模の気候が複数回切り替わることにより、図 4b のようになった。古生物学的データから得られた平均年間温帯氷河期（広範囲に氷床を持つ）と間氷期の第三紀の傾向 [Savin, 1977; 古生物学的データから得られた間氷期の傾向。 例えば、古気候 Frakes, 1979; Lloyd, 1984]は、古生物学的なデータを用いても、そのような気候の変化は見られなかった。(ロイドの記録はまだ不完全であり、著者とアカデミアの許可を得て、最後の氷河期の最大値の間の平均気温[1984]、20 ic PressとS. M. SavinとAnnual Reviewsからの転載)。 628 Berger. 628 Berger: Milankovitch Theory and Climate Core V28-238 (--tøN,160øE) 0 128 25t 347 440 592 ,,,,, 750 x 103 years -t.5% of PD8 -2.0% -t.0% -0-5% DEPTH 0 200 400 600 800 t000 t200 t400 t600 IN CM 図5. 太平洋赤道域(～北緯160度)のコアV28-238の過去1.6百万年の酸素同位体と古地磁気記録。同位体の値は Globi-erinoides sacculifer での測定値(Shackleton and Opdyke [1976, p. 453]以降、著者および米国地質学会の許可を得て)。3.1. 天文理論の先駆者たちは、イリノイアの堆積物の記録をすることができ、例えば、氷河地質学が強く結びつくようになったので、実際には、トローノミー[Meech, 1857]の数年後だった。1864年の前に、ジェームズ-クロールアドレスは、L.によって配信された1837年にアガシズ[アガシズは、重要な作品のシリーズ（彼らはダーウィンの[1859]本で引用されたHelvetic自然Hist-のオープニングで1838]を開始した）ヌーシャテルでのconory社会は、"氷河に、モレーンのtinueは、moderm回に多くの果実を産むだろう。 アダーマール[1842]が発表した「3つのブロックと不規則なブロック」は、アガシズの仮説モデルを説明する彼の本（パリで）の中で、主要な天文学的要因が認識されていました：軸方向の傾き、軌道の偏心、そして、年差に基づいて氷河期が存在することについてのシス。クロールの重要な点は、彼が既知の年差（1830年にJ. Herschelが同時期に発表した氷河期の問題に最初にアプローチした）を、それによって、すべての効果を合わせたものが1つ以上あった可能性が高いことを示唆していることです（季節表1とImbrieとImbrie [1979]の主要な天文学的要因のtt-3を参照のこと）。 表１洪積世氷河期の天文学的理論の進化のマイルストーン  その時点でパリの近日点と遠日点の間に天文学的なアル日射量は、Urbain Le Vernier、[Croll、[875]。モデルの軌道異常を発見するために有名な彼の特定の特徴は、本質的に海王星の発見につながった天王星、氷河の開始のための重要な季節はすぐに惑星の軌道段階を計算して北半球の冬であることをその仮説にある。彼は、過去105年間の地球の変化を主張した[Le, Verrier, 1855]。 tt-eの冬の間に、雪の降着に好意的であることを示した。 次の数十年の間に、主に、地球規模の氷河の反復的なアスペクトの発見のために、雪に覆われた面積が、ヴォージュ山脈、ウェールズ、そしてアメリカの雪原自体で、最初の小さな増加は、雪によって増幅されるだろう（正のフィードバック）。表 1. 洪積世の氷河期の天文学的理論の進化のマイルストーンとしては、気候学・気候学・地質学が挙げられる。 ミランコビッチ時代（19世紀） 1855年 ル・ヴェリエとポンテクーラン 1830年 ハーシェル 1870年 ストックウェル 1842年 アドマール 1895年 ハーツァー 1857年 ミーチ 1864年 クロール 1-75年 クロール 1876年 マーフィー 1891年 ボール 1901年 ヒルデブラント 1920年 ミランコビッチとピルグリム 1941年 ミランコビッチとミスコビッチ 1950年 ブロワーとヴァン・ヴェルコム ミランコビッチ時代（1900年～） ミランコビッチ時代（1900年～） ミランコビッチとミスコビッチ 1950年 ブロワーとヴァン・ヴェルコム ミランコビッチ時代（1900年～） ミランコビッチとミスコビッチ 1950年 ブロワーとヴァン・ヴェルコム 1960) 1920 Milankovitch 1921 Spitaler 1924 Br-ckner 1924 K-ppen and Wegener 1930 Milankovitch 1937 Soergel 1938 Wundt 1940 Bacsak 1940 Milankovitch 1961 Jardetsky 1837 Agassiz 1840 Agassiz 1863 Geckie 1874 Geckie 1894 Da-a 1909 Penck and Br-ckner 1930 Eberl 1955 Emiliani 1959 Zeuner Berger. ミランコビッチ理論と気候 629 J F M A M J A S 0 N D '1 I I 1 8O 6O u. I 4O CI 20 o i-o-o --o \ -ø-, 't -- '-40 -200 -oo -ø-o -60 o -80 J F M A M M J J A S 0 N D 8O 60 4O 20 0 20- 40- 60- 80- -;a- MONTH 8O 6O 4O - 20 i-o-o- i- - -20 -- -4o -6o -8o J F M A M M J A S 0 N D - - I . ",,_ 20 _ - 0 - - -o 60 - -, , , 80_ J F M A M J A S 0 N D -b- MONTH Flg. 6. 緯度と日射量の関数としての現在の日射量を、1平方メートルあたりのワット数で表したもの（a）大気の上部での日射量と（b）地表での吸収量［Tricot and Berger, 1988年以降］。彼はまた、最後の氷河期が終了していた証拠は、軌道80,000（彼の見解によると）の形状の変化が示されていないが、10,000年前にどのように効果的な年周回ぐらつきがあるかを決定することを示した。また、理論的な引数は、季節の強度を変更advancinされた。calcufirst理論はcalcufirst理論が予測する気象学者による理論に対するクロールのエドは、一方の半球または太陽暖房desotherの変動が氷河期を経験することをlatedことを予測している2つのcribedは、いずれかのnoticeconditionsが同時に発生するには小さすぎた：気候（付録表Bを参照してください！ゲートの軌道とはるかに astronomifrom太陽の進化の中でいくつかの重要な段階が発生した冬至のために！）。 後に、クロールは、その時の軸が垂直に近い時期に氷河期が発生する可能性が高くなるだろうと仮説を立てた）。3.2.2. ムアンコフ時代には、極地の熱量が少なくなる。天文学的な熱量についての同様の考えは、20世紀に入ってからの気候変動に関する研究では、Spitaler [1921]がBall [1891]、Ekholm [1901]を否定したのは、その最初の数十年間だけであった。とHœ1debrandt Crollの理論によると，寒冷な冬と暑くて短い夏の組み合わせが，赤道儀と生態系の斜行をもたらし，氷河化に最も有利な条件を提供しているとのことです[1901]。彼は、氷河に最も有利な条件であることを強調した。 と偏心率が小さいことを示している。ミランコヴィッチ理論と気候 600 550 550 -5- - $5- - ZS- tO0 I50 ;-a 50 0 -llennia 図7. 過去60万年の北緯65度のミランコヴィッチの放射曲線。ミランコヴィッチは、この曲線上のある低点をヨーロッパの4つの氷河期と同定しました[Milankovttch, 194l]。上の図はミランコビッチの1920年の計算（Stockwell and Pilgrim）、下の図はミランコビッチの1941年の計算（Le Verrier and Miskovttch）によるものです（表1参照）。 縦軸は65φNのミランコビッチ等価緯度を示し, 横軸に沿った時間は現在より数千年前のものである. マーフィー[1876]は、長い、涼しい夏と彼の引数短い、穏やかな冬の中心部に基礎を提供していることが最も有利なdl-eです。これは、"夏至の滝の周りにも平均以下のBr-ckner、K-ppen、およびウェゲナーによって認識された夏至の間に熱の減少があったそれらの天文学的条件の下では、夏の融解は、結果であることが飽和氷河の前進の決定的な要因としてuncompen-[BrHcknerら、1925]となります "氷河。Milankovitchは、しかし、最初に、この理論は、北の夏は、Pleisto-ern高緯度の完全な天文学的理論を完成させるために、軌道要素と冬の雪を計算して、融解から新世の氷河期を防ぐために寒くなければならないことを必要とするような方法で、日射量と気候のその後の変化は、チームメイトの年間予算に正の値を可能にするように。雪と氷、そして正のフィードバックを開始するためにMiluttn Milankovitchは、ユーゴスラビアの天文学は、1879年にDaljで生まれ、1958年にベオグラードの積雪とその後の増加の中で死亡したomerをさらに拡張することで、地球上の冷却だった。 彼はアルフレッド表面のアルベドの同時代人であった。完全にウェゲナー（1880-1930）の仮定では、彼はウラジミールK-ppen（1846-1940）を介して、透明な大気と北の高さのEDの知り合いになった人と、ウェゲナーの緯度は日射に最も敏感である父の義理の父[M. Milankovitch, 1950, 1952, 1957; 変化、その仮説は、Schwarzbach, 1985; V. Milankovitch, My Father: 北半球の夏の日射量の高いMilutin Milankovttch, 未発表原稿、緯度での最小値を必要とする。Milanko1988]の本質的な製品です。ヴィッチ理論は、1920年からミランコヴィッチの最初の本の日付を示していますが、夏の日差しの強さがどのように変化したかを示している彼の曲線（図7）は、彼が識別した60万年過去のロイヤルセルビアタイルの彼の大規模な特別出版物は、1941年に出版され、4つのヨーロッパの氷河期と特定の低点は、1969年にのみ英語に翻訳されています。 ミランコヴィッチの主な貢献は、15 年前にアルブレヒト・ペンクによって再構築されたミランコヴィッチとエドゥアルド・ブルクナー[Penck and Br-ckner, 1909]による太陽放射照度の調査であった。3.3.ミランコビッチ論争 古典的で恒久的な重要性を持つ太陽日射量と海図を作成し、これらと惑星とを順番に関連付けるために、この曲線を考えるならば、ミランコビッチの成功はアルベドと赤外線の再放射によるものであったことは疑う余地がないが、第四紀はセファンの法則に従っていたので、惑星によって決定された熱収支を残すことになる。  図7. 北緯65度における過去60万年のミランコヴィッチの放射曲線。ミランコビッチは、曲線上の特定の低点をヨーロッパの4つの氷河期と同定しました[Milankovttch, 194l]。上の図はミランコビッチの1920年の計算（Stockwell and Pilgrim）、下の図はミランコビッチの1941年の計算（Le Verrier and Miskovttch）によるものです（表1参照）。縦軸は65φNのミランコヴィッチの等価緯度を示し、横軸に沿った時間は現在より数千年前の単位である。 図6aに示されている結果の間に主張されたよりも多くの氷河期があったことは、最も興味深いことの一つであるが、20世紀の最初の部分（図8を参照してください）は、一年のほとんどの期間を通して日射量が「トップのウレ5とMorley and Hays [1981]」であった。赤道域の「大気の日射量」が極域の日射量を上回っていることは無関係だが、長年の批判が安定的に極域の日射量を上回っているとすれば、(付録C)はさておき、主な要因は、(1)地球の軌道の天文学的解が真逆である場合の各半球内での日射量の精度、特に南半球での日射量の精度である。  図8. 地球の軌道の要素 太陽Sの周りを回る地球Eの軌道は楕円PyEAで表され、Pは近日点、AはaDhelionである。その偏心度eは(a 2 - b2)l/2/aで与えられ、aは半長軸、bは半長軸である。WW と SS はそれぞれ冬至と夏至であり、y は春分点である。WW, SS, y は現在の位置にある。SQは黄道に垂直であり，斜度sは赤道4の傾きである．地球の軌道パラメータ 地球上のどの緯度でも、「大気の頂点」で利用可能な日射量は星座である。斜度は主に季節的なコントラストと日射の緯度勾配に影響を与える. とe sin mが緯度と季節の間で日射量を再分配するように作用するだけであるのに対し, すべての緯度と1年間に統合されたエネルギー流入はeにのみ依存することがわかった (ここではaとS Oは一定と仮定している). 偏心度は軌道の形状を定義し(現在は 0.016)、斜度は物理的メカニズムを調査し、気候モデルの較正と妥当性を検証するために、時間領域と周波数領域の地質データの分析を測定する。太陽定数SOの単値関数、地球の軌道の半主軸の（年の長さに関連する）、軌道偏心eとその obl-iquityの -;近日点の経度、mの、移動春分点から測定し、地球の回転角速度の（長さのコンピュータと天文と日の開発と一般的な循環に関連する）（図の気候モデルは、それが調査する必要が出てきた8）。パラメータeと-を形成するために結合するclimore決定的にすべての4つの主要なステップを形成するためにアストロmate商品の後退パラメータeのsin m。このパラノミカルな理論は、すなわち、(1) EERの計算は、各半球と天文要素で逆の役割を果たしている、(2)の計算は、適切な日射パラメータの間の長さの差の尺度である、(3)半年間の天文季節と適切な気候モデルのdifferopmentの開発、および(4)両方のソル実用的な目的での地球と太陽の距離の間のさらなるエンセ。観測は地球から行われ、太陽は地球の周りを自転していると考えられる[Berger, 1980b]。 これと回転と関連する日射（名前ベルガー：ミランコビッチ理論と気候631極緯度のly）の、（2）気候系の回復力を克服するために小さすぎるrebeingを持っているフェアブリッジ[1961]に反対して日射量の変化、および（3）不正確な地質学的な時間スケール。1970年頃まで、ミランコビッチ理論は、断片的な地質学的堆積物の記録に基づいて議論されていたため、また、夏の半年間の日射量の「そのような小さな変化」に反応するには気候が回復力が強すぎると考えられていたため、ほとんど議論されていませんでした。この最後の点は、Simpson [1940]によってすでに文書化されており、世界の山岳氷河の約95％がこの位置にあるため、気候変動に敏感な緯度として北半球の中緯度（40o-75φ）を推定しています。 Kuklaは、大気-水圏-冷圏システムの熱力学的・気象学的バランスのミッシングリンクを探して、日射量勾配曲線を用いて[Kukla, 1972]、粗い気候モデルを用いて初秋の時空座標をピンポイントで特定したと主張した[K-kla, 1975]。さらに、彼は、北アメリカ大陸の内陸部において、氷河-間氷期サイクルを太陽放射強度の周期的な振動に起因しているとし、太陽そのものの出力に由来すると推定した[Simpson, 1934, 1957]。彼は、日射量の増加は、まず地表温度を上昇させ、いたるところで蒸発量を増加させ、高地やユーラシア大陸に大雪をもたらすことを示唆した。一方、地質学的時系列と天文学的時系列の相関関係を求める地質学者たちも、平衡気候状態をアストロ日射曲線の直線的な組み合わせに等しく設定する最も単純なモデルを用いてきた。 高緯度の地表水の理想化された曲線の分析、そしてその結果としてEmiliationによって与えられた大西洋の氷河温度の分析を行った。この独創的な仮説は、現在の観測証拠と一致していないが、この仮説は、適度な成功を収めて、他の多くの日射モデルの生成につながっている[Berger, 1980a]。天文学的理論をテストする最初の基準は、地質学的曲線と日射量曲線の最小値と最大値の間の視覚的または統計的関係を用いた [Brouwer, 1950; Jardetsky, 1961]。北半球では更新世の氷河がより広範囲に分布していたため、北緯65度のミランコビッチ夏季放射曲線がより頻繁に用いられた。Milankovitch理論の積極的な支持者には、氷塊の最高点と放射の最低点の間に遅延を導入したSoergel [19-7]や、ianiの発見に成功したBlanc [19-7]などがいたが [1955]、Broecker [1966]は、予後、傾き、偏心を組み合わせた独自の天文気候曲線を導き出した。 ミランコヴィッチ理論と気候3へつづく |