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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-4 MILANKOVITCH THEORY AND CLIMATE A. Berger-4 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 惑星運動の微分方程式は、8 6 k__-n =Z Z fi (o , ..., o dt j=! i=l ,n 1,n 6,n j-n oi,n [h,k,p,q,a,l}i n 1 - i - 6 -R j,n ) 1 - n- 9 r s t R j,n = r,s,t,u r のように定式化することができます。A( aj ' a n ,mj, mn) eje n (sin i j /2) ß (sin in/2) u cos %j,n %j,n = bll j + b21 n + b3= j + b4= n+ b5- j + b6- n ｏは６つの軌道パラメータを表す。(h, k)は偏心と近日点の経度を組み合わせ、(p, q)は黄道の傾きと節点の経度を組み合わせ、aは半長軸、Iは地球の経度を表す。-r, 1978年に発表した解 [Berger, 1978a, b, c, d, e] は理想的な解に近く, おそらく2 Myr B. P.までの貴重な情報を提供してくれるだろう. P. (少なくとも私が発表した1978年の解の周波数の精度は, Laskar [1984, personal communication, 1987]による最近の計算によると, Berger [1984]が想定していたものよりもはるかに高いようです. 例えば, Milankovitchの偏心率を過去100万年分の私の解で用いたBretagnon [1974]の値と比較すると, B.P. 300 kyrの早い段階で大きな離脱が発生しています (図9).  図9. 実線は Berger 3 解 [Berger, 1978c]、点線は Sharaf-Bud-nikova-Vernekar 解 [Vernekar, 1972]、破線は Milankovitch-Miskovitch-Le Verrier 解 [Milankovitch, 1941] (表2参照)を示す. 最も重要な高次項が含まれている場合、古典的なアストロ・インソレーション・パラメータのそれぞれは、時間の準周期関数として表現することができます：e = e 0 + r. E icos (l.t 1 + 8.) 1 i sin m = Z Pi sin (eit + -i ) i = -* + Z A. cos (f.t + -.) 1 1 1 1 i その単純さと実用性に加えて、s, t, u, bは整数です。Rは、簡単に計算できるので、この形式は、小さなパラメータの力でアストロテスに関連する主要な周期を得ることを示しています：表3に示すように、惑星の質量と太陽の質量の比m気候の公称理論、および100, 41, 23, 19 kyrの主要な周期性は、惑星の軌道の偏心eとその周期性と54 kyrの周期性は、634 Bergerのスペクトルで発見されています。Milankovitch Theory and Climate 0.0601 , , -- - ' . , 1000 950 900 850 800 750 0.060 ...... 0.045 " ...... " " 0.030 0.015 ' ' - 30万8000年と2万5700年のL×周期（図10）。 41 kyr の場合は, 100 kyr の場合と同様に, もう少し複雑な起源を持っている. 傾度と偏角の主要な周波数が依存するパラメータを分析すると [Berger, 1976a]，それらは地球の力学的平坦化 (C-A)/C に正比例し，地球と月の平均距離の逆数の3乗に関係していることがわかる．(C-0.0 750 7-0 6-0 6-0 550 500 A)/Cに関しては、この問題はより複雑である。/ 極座標系の巨大な氷床の蓄積に伴い, Lt は明らかに変化するので, 問題はより複雑である. 問題は、0.045- ..... - どの程度までに変化するかが問題である.  図10. (a) 気象先行度 e sin m, (b)斜行度, (c)偏心度の分岐図 [Berger et al., 1987]. この方法は、家系図のように、-と9については表4に、gとsについてはBerger [1976a]の表1に記載されている度数の直線的な組み合わせによって、それぞれの期間を元の期間まで遡ることができる; kは25,694年の天文学的年差に対応している。 この効果の急速な循環 [Berger et al., -->--, ""..... - 1987] は、20 kyr B.P. で 0.015.030{ . -x"'---x-'"-x ........ ---'' '"'---'""-t 大体アメリカの40 x an-10 Eu-asian kmの氷のシートの氷の北極0.0 ..... 緯度の蓄積は、地球の地殻の負荷500 450 400 350 300 250の窪みがない場合には、それは非常に最大で1％の周波数に影響を与えることを示しています。0.0601 ......... 偏位と斜位の主な期間は、このように0.045t ,-"であろう。-130年、210年、660年減少した。-- これらの結果は、しかしながら、岩石層の応答は250 200 150 100 5- - フェレのものであり、全体としては更新世の全期間において無視できるほどの影響はないと考えられる。図9 偏心量の長期変動 過去106年間の地球軌道の天文学的再構築のための計算。最後の5 Myr（唯一の最後の実線の曲線は、ベルガー3のソリューションを表しています[ベル- 250,000と次の10万年は、ガー、1978cに示されている]、点線の曲線は、シャラフ-バッド-図11）上のパラメータは、eは0の間で変化することを示しています。 0とニコバ-ヴェルネカール解[Vernekar, 1972]、平均準周期95 kyrの0.0607、破線のMilankovitch-Miskovitch-Le Ver-はeが22 øから24ø30 'の間で変化することを示している(Milankovitch, 1941)（表2参照）。近日点の移動に伴う春分点の公転（気候の後退に関係している）は、地質学的記録との相対的な平均的な準周期が21,700年であるのに対し、このような準周期は、1,000年以上であることを示している。  図11. 紀元前25万年から紀元前10万年までの偏心・偏角・傾斜の長期的な変化 [Berger, 1978c]。  Fig. 12. Spectral analysis of June insolation at 60øN for four different periods: 0- 800, 800-1600, 1600-2400, and 2400-3200 kyr B.P. The vertical axis is in relative unit and is proportional to the amount of variance explained by each frequency band (periods are given in thousands of years). Seven different astronomical solutions have been used as described by Berger [1984] and Berger and Pestiaux [1984].  図13. 過去10万年の気候変動のスペクトル。このグラフは、2つのインド洋コアの同位体記録の中で、異なる気候周期の相対的な重要度を示しており、ミランコビッチ理論の多くの予測を裏付けるものである（Hays et al. データはHays et al. Imbrie and Imbrie [1979]から著者とEnslow出版社の許可を得て転載。) Fig. 13. Spectrum of climatic variation over the past half-million years. This graph, showing the relative importance for different climatic cycles in the isotopic record of two Indian Ocean cores, confirmed many predœctions of the Milankovitch theory. (Data are from Hays et al. [1976]. Reprinted from Imbrie and Imbrie [1979] with permission from the authors and Enslow Publishers.)  図14. 過去78万年の気候変動と軌道変動の記録から計算されたコヒーラシーと分散スペクトル。2つの信号が処理されている。(1) ETP（偏心、斜行、偏位の変動を-rmalizingして加算した信号）と、(2) ---0（平滑化されていない積層型同位体記録）である。上）2つの信号の分散スペクトルを任意の対数スケールでプロットしたもの。下）双曲アークタンジェントスケールにプロットされたコヒーレンスペクトルで、5%の有意水準で示されている。周波数は千年あたりの周期である５ 表２ 地球軌道要素の長期変動計算における進化  これらの期間は基準の固定近日点のセットから来ており、この準周期は25,700年です。日射パラメータについても同様の結論が得られた [Berger and Pestiaux, 1984]。主振動数の天文学的摂動による誤差は, 過去1000年の間に1%以下の範囲内に収まっている. 基本周期は第四紀の間に時間とともに悪化することはないが, それらの相対的な重要性は惑星系の基本周期の関数である (最も重要なものは金星, 木星, 一般的な経度の偏移に関連している; 表4を参照のこと). 微分方程式を解析的に解くために用いられた方法は, 古気候の天文学的理論に直接関係する各周期をその源まで追跡することを可能にしている [Berger et al., 1987] 。23Kyr周期性は表3に直接由来しています。偏角・偏角・偏心の解析的展開における主要用語 [Berger, 1977] に関連する周期 偏角・偏角・偏心 No.振幅周期 (年) No.振幅 (年) No.振幅周期 (年) 1 0.0186080 2 0. 0162752 3 -0.0130066 4 0.0098883 23,716 1 -2462.22 41,000 1 0.011029 22,428 2 -857.32 39,730 2 -0.008733 18,976 3 -629.32 53,615 3 -0. 007493 19,155 4 -414.28 40,521 4 0.006724 5 -311.76 28,910 5 0.005812 6 -0.004701 412,885 94,945 123,297 99,590 131,248 2,035,441 Berger. ミランコビッチ理論と気候 6]5 表 4. 地球の軌道と自転の基本周期(年単位) [Bretagnon, 1974; Berger, 1976a] e sin - 引数 sin i sin - 引数 一般引数の先行 176,420 308,043 72,576 75,259 249,275 49,434 422,814 1,940,518 -'金星 0 木星 68,829 0 5 3 i. 火星 230,977 0 1 地球 72,732 0 4 :水星 191,404 0 2 :土星 49,339 0 6 :天王星 432,023 0 7 :海王星 1,874,374 0 8 25,694 k 期間を考慮した場合: 例えば、斜位と 3. 日射量の変化は、気候的な19K年の年差信号を誘発することができますか？ もしそうだとしたら、基本的な天文学的・物理的メカニズムの信頼度はどうなのか？ 基本的な解決策は、以下の3つの質問に答えようとする価値があります。過去3年間の地球の準周期性は、気候スペクトルに見られるように、地球の軌道パラメータの有意な変動に代表される天文学的な軌道要素が変動のリボーションであることを条件にしているのか？ 気候の究極の変調者であることを示す。 ミランコヴィッチ理論と気候5につづく |