Dünya İklim Sistemi: Dinamik Bir Denge

Dünya'nın iklimi asla statik olmamıştır. milyonlarca yıldan fazla, gezegen güçlü bir yeni etki ekliyor, ancak doğal iklim değişikliğinin arka planı, güneş enerjisinin Dünya'ya ulaşmasını sağlayan çok derin donduruyor. Bu dramatik değişimleri anlamak için, bilim adamları iklim sistemini yönlendiren karmaşık interplay of natural force, insan aktiviteleri güçlü bir yeni etki ekliyorlar, ancak her yıl milyonlarca yıl boyunca doğal iklim değişikliğinin arka planı, milyonlarca yıl boyunca – gezegenin yörüngesini şekillendiren – gezegendeki değişimleri – gezegendeki her şeyi – onlarca yıl boyunca – bir araya getiriyorlar.

Bu doğal mekanizmaları anlamak sadece akademik bir egzersiz değildir. Bilim adamları, doğal değişkenlik ve antropojenik ısınma, iklim modelleri ve Dünya'nın ikliminin değişmesini sağlamak için en değerli dersler sunar. İklim sistemi nasıl zorlamaya cevap verir - kıtaların yavaş bir sürüklenmelerinden veya yavaş bir sürüklenmelerden vazgeçir.

Güneş Radyasyonu: Nihai Enerji Kaynağı

Neredeyse tüm Dünya enerji Güneş'ten geliyor. Güneş radyasyonunun gezegene ulaşması ve dağılımı iklime ulaşmanın temelleri. Güneş enerjisinin kendisi mükemmel bir sabit değildir; güneş manyetik aktivite nedeniyle birden çok zaman aralığında değişir.En iyi bilinen döngü, güneş ışığını nasıl modüle ettiği 11 yıllık güneş lekeleridir.

Milankovitch Lisansları: Buz Çağının Paktı

1920'lerde, Sırp matematikçi Milutin Milankovitch, Dünya'nın yörünge parametrelerindeki uzun vadeli değişikliklerin buz çağının zamanlamasını gerektirdiğini önerdi.

  • [FONTD:0)Orbital Ecsaniyesi[[Dönetici] – Dünya'nın yörüngesinin yaklaşık 100.000 ve 400 yıl boyunca döngüsel olarak kısaltılmış olduğu Güneş değişikliklerinin etrafındaki şekli, güneş radyasyonunda daha elipik bir yörünge, perihelion'da alınan farkı artırır (son yaklaşım)
  • [FONT:0]Axial Tilt (Obliquity)[Uygun 1 ) – Dünya'nın ekseninin eğimi yaklaşık 22.1° ve 24.5° arasında 41,000 yıllık bir döngüde değişir. Büyük bir eğim daha aşırı mevsimlere yol açar - yazlar ve soğuk kışlar - yüksek çözünürlük arazileri üzerinden buzların düşmesini engelleyebilir.
  • [FONT:0)Öylege[[[Dönetici:0))[[[Dönetici:0)))))))) - Dünya'nın ekseninin yavaşlığı, elip yörüngenin rotasyonuyla bir araya geldi, Dünya'nın yörüngesine göre mevsimlerin zamanlamasının değişmesini değiştirir.

Birlikte, bu döngüler, yaz güneş ışığının yüksek kuzeydeki enlemlere ne kadar düştüğünü belirler. Yazlar serin olduğunda, önceki kıştan kar, buz tabakalarının büyümeye izin verir. binlerce yıl boyunca, bu olumlu geri bildirimler hala tartışır - muhtemelen yörüngesel zorlama ve iç iklim sistemi geri bildirimleri arasındaki karmaşık etkileşimleri içerir.

Güneş Variability Beyond Orbital Cycles

Milanokovitch döngülerinin yanı sıra, daha kısa vadeli güneş değişkenliği iklimi etkileyebilir. Örneğin, Maunder Asgar (1645-1715) boyunca, çok düşük güneş lekeleri aktivitesinin bir dönemi, güneş ışınlanmasında bile küçük değişiklikler tespit edilebilir. Bu, on yıllar boyunca devam ederken, güneş enerjisinin bir süre boyunca tek başına fark edilemez etkileri tespit edebilir.

Volcanic Activity: Kısa Süreli Soğutma, Uzun Süreli Değişim

Volcanic patlamalar iklim değişikliğinin güçlü ajanlarıdır, birkaç yıl boyunca küresel sıcaklıklar değiştirebilir. Temel iklim etkisi ash veya lava değil, sulfur dioksit (SO2) gazdan kaynaklanır.

Büyük Tarihsel Erüpsiyonlar ve Onların İklim Etkileri

  • [FONT:0]Mount Tambora, Endonezya (1815) – Kayıt tarihinde en güçlü patlamalardan biri. Bu, küresel sıcaklıkların yaklaşık 0,5 °C'ye düştüğünün sonucuna vardı, “Bir Yaz olmadan Yıl” Bitki başarısızlıkları ve kıtlıklar Avrupa ve Kuzey Amerika'da takip etti.
  • [FONT:0]Krakatoa, Endonezya (1883)[Dönem: 1) Bu büyük patlama dünya çapında canlı gün batıkları ve birkaç yıl boyunca yaklaşık 0.3 °C tarafından düşük küresel sıcaklıklar üretti.
  • [FONT:0)Mount Pinatubo, Filipinler (1994)[DÜT:1) – 20. yüzyılın ikinci en büyük patlaması, yaklaşık 20 milyon ton SO2'yi stratosphere'a enjekte etti. Küresel sıcaklıklar iki yıl boyunca yaklaşık 0,5 °C'ye düştü, iklim değişikliğini doğrulayan doğal bir deney sağladı.

Bireysel patlamalar kısa vadeli soğutmaya neden olsa da, sık sık büyük patlamaların dönemleri insan emisyonlarına kıyasla makul olabilir - insan faaliyetleri her volkandan 100 kat daha fazla CO2 salıverilir.

Ocean Currents: The Global HeatKER

Okyanuslar çok fazla ısıyı emiyor ve yeniden dağıtıyor. Rüzgarın ısıttığı yüzey akımları kutuplara karşı sıcak su taşıyor, ancak yoğunluk farklılıkları (daha fazla dolaşım) yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş "küresel konveyör" küresel iklim üzerinde derin bir etkisi var.

Termohaline Circulation ve Abrupt İklim Değişikliği

Okyanus dolaşımında atılan doğal iklim değişikliğinin en dramatik örneklerinden biri, Kuzey Atlantik'te buz kaplarının sıkıldığı zaman, AMOC'nin derin su formlarının azaltılması veya kapatılmasının nedeni ile bağlantılı olan bu, Atlantik Meridional Overturning Circulation (AMOC) ile Kuzey Atlantik Okyanusu'nun en yüksek hacminin düşmesine neden oldu.

Bugün, bilim adamları, Avrupa iklim ve deniz seviyesi kalıpları için derin sonuçlar doğurabilecek Grönland buzunu kaybetme belirtileri için AMOC'yi izliyorlar.

Plaktoniği: The Slow Sculptor of Climate

Milyonlarca yıldan fazla bir süre boyunca, Dünya'nın lithospheric plakalarının hareketi kıtaları ve okyanus havzalarını yeniden şekillendirir, atmosferik ve okyanus dolaşımını değiştirir. Tectonic süreçleri arazi ve deniz dağılımını değiştirir, dağ aralıkları inşa eder ve açık veya yakın okyanus geçitleri inşa eder - tüm bu etkiler jeolojik zaman ölçekleri üzerinde.

Global İklim Değişikliğini Değiştiren Anahtar Tektonik Etkinlikler

  • [Uygunluk ve Tibetli Yaylası] [Dönüşüküm:0) Himalayaların ve Tibetli Yaylası ([Döncükler)ın Yukarı Kaldırılması, Yaklaşık 50 milyon yıl önce Hint Plakları, Avrasya ile çarpıtıldığında, Himalayaların yükselişi atmosferik bir dolaşım modellerini değiştirdi.
  • [FONT=0] Panama'nın Isthmusu'nun Closure of Panama) – Kuzey ve Güney Amerika arasındaki kara köprünün oluşumu dramatik bir şekilde değişti ve Körfezi güçlendirdi.
  • [FONT:0] Drake Passage'ın Açılışı[[Dönem: 1 ) – Güney Amerika Antarktika'dan yaklaşık 30 milyon yıl önce ayrıldığında, Drake Passage açıldı, Antarktika Circumpolar Current'a akışa izin verdi. Bu mevcut termal olarak izole edilmiş Antarktika buz tabakasının oluşumuna ve büyük bir küresel soğutma etkinliğine yol açtı.

Tectonic süreçleri ayrıca okyanus basin hacmindeki değişiklikler yoluyla deniz seviyesini de etkiler. Hızlı deniz zemini yayılmak, daha küçük, daha fazla yersiz okyanuslu kabuklu su, deniz seviyesinin yükseltilmesi, daha yavaş yayılmak, daha derin, daha eski kabuk ve daha düşük deniz seviyelerini etkiler.

Geri bildirim ve düzeltme Faktörleri

Doğal iklim değişikliği nadiren tek bir neden tarafından yönlendirilir; iç geri bildirimler, Dünya’nın iklim sisteminde ilk zorlamayı basitleştirebilir veya cesaret edebilir.

Albedo Feedback

Buz ve kar yüksek albedo, en gelen güneş radyasyonunu uzaya geri yansıttır. sıcaklıklar yükselir ve buz erimeleri, karanlık toprak veya okyanus yüzeyleri açığa çıkarılır, daha fazla ısı absorbe edilir ve daha fazla ısınmaya neden olur - olumlu bir geri bildirim. tersine, buz genişlemeleri olduğunda, daha fazla güneş ışığı yansıtılır, geri çekilmek için.Bu geri bildirimler özellikle iklim değişikliğine karşı hassastır.

Su Vapor Feedback

Su buharı en bol sera gazıdır. atmosfer sıcakları olarak, daha fazla nem tutabilir, sera etkisini artırabilir ve ilk ısınmayı arttırır. Bu olumlu geri bildirimler, iklimin CO2 değişikliklerine olan duyarlılığı ikiye katlamaktadır.

Karbon Döngüsü Geri Dönüşümleri

Sıcaklıktaki değişiklikler karbon döngüsünü etkiler. Isınma okyanusları serbest bırakır (geçmiş deglaciasyonlar sırasında görülür). Thawing permafrost serbest methane ve CO2. Vejetasyon büyümesi CO2'yi absorbe edebilir, ancak deforestation veya kuraklık ekosistemleri çeşitli zaman ölçeklerde çalışır ve ya da iklim değişikliğini hızlandırabilir.

Doğal Kaynaklardan Sera Gazları

İnsanlardan daha uzun bir süre önce, doğal süreçler Dünya'nın sera gazı konsantrasyonlarını düzenler. Volcanoes CO2'yi yaydı, ancak uzun vadeli kontrol, volkanik hava kirliliği ve silikat havalandırma (daha yavaş CO2 geri yükleme işlemi) arasındaki dengeydi. Daha kısa sürede, okyanusun dolaşım ve biyolojik verimlilik atmosferik CO2'ye bağlı olarak değiştirildi.

Methane, başka güçlü bir sera gazı, aynı zamanda doğal olarak çeşitli. Wetlands, iklim değişikliği olarak dalgalanmak üzere birincil kaynaktı. Sıcak dönemlerde, tropikal ıslak bölgeler artan metan serbest bırakılmasını sağladı; soğuk, kuru dönemlerde, metan konsantrasyonlar azaldı. Doğal metan kaynakları bugün tarım ve fosil yakıt ekstraksiyonları gibi insan faaliyetleriyle cüceler.

Cosmic Influences'ın Rolü

Dünya'nın kendi sistemi, dış kozmik faktörler iklim sürücüleri olarak önerilmiştir. kozmik ışın flux'te değişiklikler, güneş manyetik alanı ve galaktik çevre tarafından yapılan bir iklim değişikliği, bulut oluşumunu etkileyebilir. Bazı çalışmalar kozmik ışın yoğunluğu ve düşük bulut kapağı arasındaki bir korelasyon öneriyor, ancak etki belirsiz ve etki küçük bir ozonun etkisi küçük olmasına rağmen, uzun vadeli bir ısının gazların enjekte edilmesiyle birlikte, güneş ışığının düşmesine neden olabilir.

Doğal İklim Değişikliği Dünya Tarihi

Dünya'nın iklim tarihi, buzun aşırı dereceden tükendiğinin bir anlatısıdır. Sıcak Cretaceous dönemi (145-66 milyon yıl önce) bugünden 200 metre daha yüksek olan Neoproterozoic'ın (yaklaşık 720-635 milyon yıl önce) gezegenin neredeyse tamamen buzulları üzerinde yoğunlaşmış olduğunu gördü (2.6 milyon yıl önce) öncelikle Milano'nun içinden ve deniz seviyelerinin üzerinden 200 metre daha yüksek olduğunu gördü.

Bu doğal varyasyonları incelemek, iklim modellerini kalibre etmeye ve Dünya'nın CO2 seviyesine olan duyarlılığı anlamaya yardımcı olur. Örneğin, son derece maksimum (21.000 yıl önce) mevcut interglacial (theocene) için, modern antropojenik iklim değişikliğinin eşsiz bir zorluğu gördü.

Sonuç: Geçmişden Öğrenme

Dünya tarihinin boyunca doğal iklim değişikliği, gezegenin dramatik ve bazen hızlı dönüşümün kapasitesini gösteriyor. Kıtaların yavaş dansından bir volkanik kış, iklim sistemi geniş bir zorlama dizisine yanıt veriyor. Bu doğal süreçler, insan faaliyetlerinin olağanüstü etkisini ölçebileceğimiz bir temel oluşturuyor.

Daha fazla okuma için, inceler:0)NASA'nın iklim değişikliği kanıtları[Dönetici:2) Doğa Geoscience'den )[Döneticileri için bilimsel bir değerlendirme için, ve araştırma için [[Dönemli döngüler ve buz çağı zamanlaması).