Baanmechanica van de aarde en de invloed ervan op het klimaat (deel 2)
In dit artikel:
Het artikel beschrijft op toegankelijke wijze hoe verschillende aspecten van de baanmechanica van de aarde de verdeling van zonne-instraling over breedtegraden beïnvloeden — en daarmee het klimaat op lange tijdschalen. De auteur wil zonder ingewikkelde wiskunde laten zien waarom niet alleen de jaarlijkse seizoenen, maar ook langzame cycli in de baan en oriëntatie van de aarde van belang zijn.
Belangrijkste punten
- Ruimtelijke ongelijkheid van land en zee: Doordat continenten en oceanen niet gelijk verdeeld zijn over noord en zuid, reageert elk halfrond verschillend op dezelfde verandering in instraling. Het noordelijk halfrond (met veel landmassa rond ~65°N) warmt en koelt relatief sterker dan het zuidelijk halfrond, waar oceaanoppervlak thermisch dempend werkt. Ook binnen halfronden ontstaan regionale temperatuursgradiënten door ongelijke land- en oceaanverdeling over breedte- en lengtegraden.
- Precessie (axiale en apsidale): Axiale precessie (kanteling van de aardas die de kalenderpositie van de seizoenen langzaam schuift) en apsidale precessie (verschuiving van de oriëntatie van de elliptische baan ten opzichte van de sterren) verplaatsen de seizoenen ten opzichte van perihelion en aphelion. Omdat de baan van de aarde licht elliptisch is, betekent dat perihelion (kortste afstand tot de zon) en aphelion wisselende seizoensintensiteiten kunnen geven: een zomer die in de buurt van perihelion valt is relatief heter, en de tegenovergestelde winter kouder. Apsidale precessie wordt hoofdzakelijk door Jupiter en Saturnus beïnvloed en verandert de ruimtelijke oriëntatie van de baan, zonder de axiale kanteling zelf te beïnvloeden.
- Excentriciteit: De mate waarop de baan elliptisch is (excentriciteit) varieert in cycli onder invloed van grootplaneten. Grotere excentriciteit versterkt het seizoenseffect van precessie (meer verschil tussen perihelion en aphelion) en beïnvloedt ook de lengte van seizoenen omdat de baansnelheid rondom perihelion/aphelion verschilt.
- Obliquiteit (axial tilt): De schuine stand van de aardas wisselt tussen ongeveer 22,1° en 24,5° in een cyclus van circa 41.000 jaar. Grotere tilt vergroot seizoenschommelingen op hoge breedtegraden (hetere zomers, koudere winters) en verandert het gemiddelde patroon van instraling tussen lage en hoge breedtegraden.
- Orbital inclination: De helling van het baanvlak ten opzichte van een referentievlak varieert ook (ongeveer 70.000‑jarige cyclus), maar heeft relatief kleine invloed op de breedteverdeling van instraling.
- Milanković-parameters en klimaat: Samengevoegd vormen axial precessie, apsidale precessie, excentriciteit, obliquiteit en (in mindere mate) orbital inclination de zogenaamde Milanković-parameters. Deze parameters leiden tot periodieke veranderingen in hoe zonlicht over de aarde wordt verdeeld en worden als een belangrijke klimaatfactor gezien. In combinatie verklaren ze grotendeels de wisseling van ijstijden en interglacialen, met name de bekende ~100.000‑jarige cyclus van grote klimaatveranderingen.
Tot slot kondigt de auteur een vervolgartikel aan over de zeer snelle, continue fluctuaties in de aardrotatie (etmaalrotatie) en de gevolgen daarvan. Het stuk benadrukt dat lange-termijnvariaties in baan en kanteling — in combinatie met de ongelijke land‑/zeeverdeling — cruciaal zijn voor het ontstaan van regionale klimaatsverschillen en voor grote klimaatcycli zoals ijstijden.