Maa kliima kujunemisel mängivad olulist rolli ka kosmoloogilised tegurid, mille avastas Serbia matemaatik ja ehitusinsener Milutin Milankovič. Milankoviči teooria, nagu seda tänapäeval nimetatakse, koosneb kolmest muutujast - Maa orbiidi elliptilisus, Maa telje kaldenurk ning Maa pretsessioon.

Maa välispind saab oma energia meile lähimalt tähelt Päikeselt kiirguse kaudu. Päikesekiirgust iseloomustab solaarkonstaant mille väärtus on keskmiselt 1366 W/m² - st. iga ruutmeeter päikesekiirtega risti olevat pinda väljaspool atmosfääri Maa orbiidil saab

Päikeselt aasta keskmisena 1366 W energiat. Kuid mitte kõik kohad Maa pinnal ei saa sama palju energiat - kõige enam energiat saavad ekvaatoril ja selle lähedal paiknevad paigad, kõige vähem aga poolused, seda eriti polaarööl.

Maa orbiidi elliptilisusest tulenevalt kõigub Maani jõudev energiavoog ka aastasiseselt - kõige väiksem on see afeelis (Maa orbiidi Päikesest kaugeimas punktis) ja kõige suurem periheelis (lähimas punktis), energiavoo erinevus afeelis ja periheelis on 7%.

Maa orbiidi kuju varieerub nullekstsentrilisest kergelt ekstsentriliseni. Suure elliptilisuse korral on energiavoo erinevus afeelis ja periheelis suurem, kui vähese elliptilisuse puhul. Kui Maa orbiit on saavutanud oma maksimumaalse ekstsentrilisuse, erineb afeelis ja periheelis Maale jõudva energivoo hulk 20 - 30%. Maa orbiidi elliptilisuse muutumine on tsükliline ning üks tsükkel kestab ligi 100 000 aastat.

Milankoviči teine tsükkel käsitleb Maa telje kaldenurka ja selle tsüklilist muutust 42 000 aasta jooksul. Selle aja jooksul varieerub Maa telje kaldenurk 21,8° ja 24,4° vahel, milles sõltub kuhu enamik energivoost langeb. Suurema kaldenurga korral on suved soojemad ning talved külmemad, seda eriti suurematel laiuskraadidel.

Kaldenurga vähenemisel temperatuurid ühtlustuvad ning jahedad suvetemperatuurid ei ole võimelised eelmise talve lund sulatama. Lume ja jää akumuleerumisel tekivad jääkilbid, mis laienevad ning lõpuks katavad suure osa maismaast.

Jäämassi suurenemisel langevad nii temperatuurid kui ka maailmamere tase - eelmisel jääajal oli maailmamere tase 6 meetrit madalam kui tänapäeval. Samuti suureneb jääkilbi kasvuga ka albeedo. Seega väheneb Maale java energia hulk, sest üha suurem osa peegeldatakse tagasi kosmosesse. Praegu on Maa telje kaldenurk 23,44° ning vähenemas.

Maa pretsessioon, mille jooksul Maa pöörlemistelg teeb tiiru ümber kujuteldava ringjoone* on ka kõige lühema kestusega - ühe tsükli kestus on kõigest 26 000 aastat.

Pretsessiooni nihutab periheeli ja afeeli kuupäevasid edasi iga 70 aasta jooksul ühe päeva võrra. Nii on 13 000 aasta pärast Maa Päikesele kõige lähemal juulis praeguse jaanuari asemel, muutes nii hooajalised erinevused intensiivsemaks põhjapoolkeral ning nõrgendades neid lõunapoolkeral. Hooaegade intensiivistumine tähendab külmemaid talvesid ning soojemaid suvesid, vastupidine protsess aga pehmemaid temperatuure nii suvel kui ka talvel.

Milankoviči tsüklid ei seleta täielikult jääaegade tekkimise põhjusi. Olulist rolli mängivad ka atmosfääri olek (kasvuhoonegaaside, teiste gaaside ja aerosoolikontsentratsioonid), vulkaaniline ja laamtektooniline tegevus, meteoriidid, solaarkonstant.

Päike

Päikeselt Maale jõudva energia koguhulk sõltub 11 aastasest päikeseplekkide tsüklist. Selle 11 aastase perioodi jooksul kõigub Maale jõudva energia koguhulk 0,1%.[1] 11aastase tsükli jooksul muutub päikeseplekkide intensiivsus ning sagedus, kuid nende pikaajaline mõju Maa kliimale ei ole piisavalt suur, et seletada viimase sajandi jooksul asset leidnud soojenemist.[2]

Veelgi enam, Maa temperatuur on jätkanud tõusu vaatamata päikeseplekkide vähenenud aktiivsusele viimastel aastatel.[3]

Päikeseplekkidest tingitud temperatuurimuutus võib ainult võimendada temperatuurianomaaliat, kuid ei seleta seda täielikult. IPCC hinnangul on Päikese soojendav mõju vaid 0,12 W/m² kusjuures ainuüksi süsinikdioksiidi mõju on sellest rohkem kui 13 korda suurem olles 1,66 W/m² [4].

* Selle aja jooksul moodustab Maa pöörlemistelg kujuteldava liivakellasarnase kujundi. Praegu on Maa telje põhjasiht suunatud Põhjanaela suunas (sellest ka Põhjanaela nimi), kuid ringjoonelise liikumise käigus see muutub, vastavalt muutub ka lõunatelje siht. Tsükli lõpuks jõuab telje siht tagasi Põhjanaela juurde.


Viited:

1. NASA Goddard Institute for Space Studies: "Link Between Sola Cycle and Climate is Blowin' in the Wind", 08.04.1999, saadud: 16.03.2008
2. P. Foukal, C. Fröhlich, H. Spruit ja T. M. L. Wigley: "Variations in solar luminosity and their effect on the Earth's climate", Nature 443, 161-166 (14.09.2006), saadud: 16.03.2008
3. Black, Richard: "'No Sun link' to climate change", BBC News 10.07.2007, saadud: 16.03.2008
4. Joonis SPM-2: Radiative Forcing Components, lk.16, IPCC: "Climate Change 2007: Working Group I: The Physical Science Basis. Summary for Policymakers", 2007


Avaldatud tekst on kolmas osa Kristjan Velbri raamatust: "Globaalne soojenemine ja kliimamuutused".

Kristjan Velbri blogi asub aadressil: maakond.blogspot.com


Loe teisi Kristjan Velbri kirjutisi:

1. KRISTJAN VELBRI: Globaalne soojenemine ja kliimamuutused

2. KRISTJAN VELBRI: Kasvuhooneefekt ja kasvuhoonegaasid

3. KRISTJAN VELBRI: Maavälised tegurid kliima kujunemisel

4. KRISTJAN VELBRI: Kasvuhoonegaaside emiteerijad

5. KRISTJAN VELBRI: Süsisniku ringlus

6. KRISTJAN VELBRI: Temperatuuri mõõtmine ja arvutamine

7. KRISTJAN VELBRI: Kliimamudelid

8. KRISTJAN VELBRI: Temperatuur ja sademed

9. KRISTJAN VELBRI: Tormid ja ekstreemne ilm

10. KRISTJAN VELBRI: Maailmamere veetaseme tõus ja ookeanide hapestumine

11. KRISTJAN VELBRI: Liustikud ja polaaralad

12. KRISTJAN VELBRI: Veemasside liikumine

13. KRISTJAN VELBRI: Ökosüsteemid ja põllumajandus

14. KRISTJAN VELBRI: Amazonase vihmamets