Milankovitchi tsüklid kirjeldavad, kuidas suhteliselt väikesed muutused Maa liikumises mõjutavad planeedi kliimat. Tsüklid on nimetatud Serbia astrofüüsiku Milutin Milankovitchi jaoks, kes asus Ameerika loodusloomuuseumi (AMNH) andmetel uurima Maa iidsete jääaegade põhjust 1900. aastate alguses.
Maakera koges oma viimaseid jääaegu Pleistotseeni ajastul, mis kestis 2,6 miljonit aastat tagasi 11 700 aastat tagasi. California ülikooli paleontoloogia muuseumi andmetel kaeti tuhandeid aastaid korraga isegi maakera parasvöötme piirkonnad liustike ja jäälehtedega.
Selgitamaks välja, kuidas Maa võiks aja jooksul nii suuri kliimamuutusi kogeda, ühendas Milankovitch andmed Maa positsiooni muutuste kohta jääaja ajastu ajajoonega pleistotseeni ajal. Ta uuris Maa variatsioone viimase 600 000 aasta jooksul ja arvutas Maa muutuvate orbitaalparameetrite tõttu päikesekiirguse erineva koguse. Seejuures suutis ta AMNH andmetel siduda madalamatel päikesekiirguse kogustel põhjapoolsetel põhjalaiustel varasema Euroopa jääajaga.
Milankovitchi arvutused ja diagrammid, mis avaldati 1920. aastatel ja mida kasutatakse endiselt tänapäeval mineviku ja tuleviku kliima mõistmiseks, viisid ta järeldusele, et Maa kliimat mõjutavad kolm erinevat positsioonitsüklit, millest igaühel on oma tsükli pikkus: Maa orbiidi ekstsentrilisus, planeedi aksiaalne kalle ja telje võnkumine.
Ekstsentrilisus
Maa tiirleb Päikesest ovaalse kujuga, mida nimetatakse ellipsiks, kusjuures päike asub ühes kahest fookuspunktist (fookusest). Elliptilisus on ovaali kuju mõõt ja see on Swinburne'i järgi määratletud kui pooljuhi telje (ellipsi lühikese telje pikkus) ja semimajortelje (ellipsi pika telje pikkus) suhe. Ülikool. Täiusliku ringi, kus kaks fookust kohtuvad keskel, elliptilisus on 0 (madal ekstsentrilisus) ja ellipsil, mis on sirgeks sirgjooneline, on ekstsentrilisus peaaegu 1 (kõrge ekstsentrilisus).
NASA maavaatluskeskuse andmetel muudab Maa orbiit 100 000 aasta jooksul ekstsentrilisust pisut 0-lt 0,07-ni ja tagasi. Kui Maa orbiidil on suurem ekstsentrilisus, saab planeedi pind 20–30 protsenti rohkem päikesekiirgust, kui see on perihelioonis (Maa ja päikese vahel on orbiidil kõige lühem vahemaa), kui siis, kui ta on afääris (suurim kaugus Maa ja Maa vahel päike igal orbiidil). Kui Maa orbiidil on madal ekstsentrilisus, on periheliooni ja aheliooni vahelise päikesekiirguse koguses erinevus väga väike.
Täna on Maa orbiidi ekstsentrilisus 0,017. Perihelioonil, mis toimub igal aastal 3. jaanuaril või selle paiku, saab Maa pind umbes 6 protsenti rohkem päikesekiirgust kui 4. juuli paiku aset leidval aphelioonil.
Aksiaalne kaldus
Maa telje kalle orbiidi tasapinna suhtes on põhjus, miks me kogeme aastaaegu. Indiana ülikooli Bloomingtoni andmetel muudavad kerged kalde muutused Maa teatud piirkondadesse langeva päikesekiirguse hulka. Umbes 41 000 aasta jooksul varieerub Maa telje kalle, mida nimetatakse ka kaldus, 21,5–24,5 kraadi.
Kui telg on minimaalse kaldenurgaga, ei muutu päikesekiirguse hulk suve ja talve vahel suure osa Maa pinnast ning seetõttu on aastaajad leebemad. See tähendab, et suvi on postide juures jahedam, mis võimaldab lumel ja jääl püsida kogu suve ja talve jooksul, moodustades lõpuks tohutu jääkatte.
Täna on Maa kallutatud 23,5 kraadi ja väheneb EarthSky andmetel aeglaselt.
Pretsessioon
Maa tiirleb vaid veidi, kui keerleb oma teljel, sarnaselt siis, kui ketramine hakkab aeglustuma. Seda võnkumist, mida nimetatakse pretsessiooniks, põhjustab peamiselt Päikese ja Kuu raskusjõud Maa ekvatoriaalsetele punnidele. Võnkumine ei muuda Maa telje kallet, kuid orientatsioon muutub. Washingtoni osariigi ülikooli andmetel võbiseb maa umbes 26 000 aasta jooksul ringi ümber täieliku ringi.
Nüüd ja juba mitu tuhat aastat on Maa telg suunatud enam-vähem Polarise poole, mida nimetatakse ka Põhjatäheks. Kuid Maa järkjärguline pretsessionaalne võnkumine tähendab, et Polaris pole alati Põhjatäht. Umbes 5000 aastat tagasi oli Maa suunatud rohkem ühe tähe poole, mille nimi oli Thubin. Ja umbes 12 000 aasta pärast on telg natuke edasi liikunud ümber oma pretsessiooniringi ja osutab Vega poole, millest saab järgmine Põhjatäht.
Kui Maa on lõpule viinud pretsessioonitsükli, muutub planeedi orientatsioon periheliooni ja afeliooni suhtes. Kui poolkera on periheliooni ajal suunatud päikese poole (Maa ja päikese vahel on kõige lühem vahemaa), siis see on suunatud afeesi ajal (maa ja päikese vaheline suurim vahemaa) ning teise poolkera puhul on vastupidine. Poolkera, mis on päikese poole suunatud periheliooni ajal ja abheliooni ajal eemal, kogeb ekstreemsemaid hooajalisi kontraste kui teine poolkera.
Praegu toimub lõunapoolkera suvi perifeeli lähedal ja talv apheljoni lähedal, mis tähendab, et lõunapoolkeral on ekstreemsemad aastaajad kui põhjapoolkeral.
Lisaks ressursse:
