1、地球沿著橢圓形軌道繞太陽公轉(zhuǎn)，這個(gè)橢圓形軌道可能很“圓”，也可能很“扁”，這或“圓”或“扁”的程度用偏心率е來表示。

2、е介于0和1之間，е越小說明軌道越“圓”，е越大說明軌道越“扁”。

(資料圖片僅供參考)

3、е=0表示軌道是正圓，е=1則表示軌道無限“扁”，成了一條直線。

4、實(shí)際上地球公轉(zhuǎn)軌道一般是接近正圓而稍稍有點(diǎn)“扁”，所以е的值一般是接近于0的一個(gè)很小的數(shù)。

5、目前地球公轉(zhuǎn)軌道的偏心率е=0.0167。

6、偏心率е的變化周期約為10萬年左右。

7、地球一方面沿著自轉(zhuǎn)軸（或叫地軸）自轉(zhuǎn)，另一方面又圍繞太陽公轉(zhuǎn)。

8、地球繞太陽公轉(zhuǎn)的軌道所形成的平面叫做黃道面。

9、地球在自轉(zhuǎn)的過程中，自轉(zhuǎn)軸有可能“立”在黃道面上，即垂直于黃道面；也有可能“躺”在黃道面上，即自轉(zhuǎn)軸與黃道面的夾角為0度；但更多的時(shí)候是“斜插”在黃道面上，即地軸與黃道面的夾角介于0°～90°之間。

10、地軸相對于黃道面傾斜的程度通常用“黃道傾斜”來表示。

11、當(dāng)然，黃道傾斜不是用地軸與黃道面的夾角表示的，而是用地球的赤道面與黃道面的夾角表示的，所以又叫“黃赤交爭”（ε）。

12、赤道面垂直于地軸，所以地軸與黃道面的夾角和黃赤交角ε是互補(bǔ)的，即兩者之和等于90°。

13、如現(xiàn)在的黃赤交角ε=23°7′，，則地軸與黃道面的夾角為66°33′。

14、黃赤交角的變化周期大約是4.1萬年。

15、地球的自轉(zhuǎn)軸在地球中的位置也不是固定不變的，由于受到太陽、月亮和其他天體的引力作用，地軸的位置也不斷地發(fā)生移動(dòng)，這種移動(dòng)不是平行移動(dòng)，而是繞著某根軸（黃極）的“搖頭運(yùn)動(dòng)。

16、”這樣，相應(yīng)的赤道面、黃道面也緩緩地移動(dòng)，其結(jié)果使得地球軌道上的季節(jié)位置不斷前移，這就是“歲差”（ρ）。

17、歲差運(yùn)動(dòng)使地球的北極指向發(fā)生變化，目前是指向北極星（小熊座α），而2000年后將指向仙王座γ。

18、歲差的周期大約是2.1萬年。

19、偏心率（е）、黃赤交角（ε）和歲差（ρ）合起來成為地球軌道三要素。

20、在20世紀(jì)初，天文界已經(jīng)掌握了地球軌道三要素在過去60萬年內(nèi)變動(dòng)的規(guī)律。

21、米蘭柯維奇就想：如果算出地球在過去60萬年里，由于地球軌道三要素變化導(dǎo)致的地球接受太陽輻射量的變化，再把這個(gè)變化與這60萬年內(nèi)的氣候變化相比較，結(jié)果如何呢？如果兩者有某種相似之處，就說明地球氣候的變化與軌道要素變化有關(guān)。

22、于是他開始做這項(xiàng)艱苦的工作。

23、他首先把一年分成夏半年（從春分到秋分）和冬半年（從秋分到次年的春分）。

24、當(dāng)然，米蘭柯維奇所講的冬、夏都是以北半球?yàn)闇?zhǔn)的。

25、實(shí)際上北半球與南半球的季節(jié)正好相反：當(dāng)北半球的中國等地處于寒冷的冬季時(shí)，南半球的澳大利亞等地恰好是炎熱的夏季。

26、因此，這里所說的夏半年實(shí)際上包括北半球的夏半年和南半球的冬半年；而這里所說的冬半年則包括北半球的冬半年和南半球的夏半年。

27、米蘭柯維奇以當(dāng)時(shí)天文界所掌握的地球軌道三要素在過去60萬年的變動(dòng)規(guī)律為基礎(chǔ)，推出了一系列計(jì)算太陽輻射量的數(shù)學(xué)公式，在沒有電子計(jì)算機(jī)的困難條件下，他花了整整20年功夫，終于成功地算出了過去60萬年內(nèi)，不同緯度地區(qū)，由于地球軌道三要素的變動(dòng)所引起的天文輻射夏半年和冬半年總量的變化曲線。

28、這里，所謂天文輻射是指太陽投射到大氣圈上界的輻射量。

29、米蘭柯維奇把太陽輻射量的變化轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的溫度的變化；然后他又把太陽輻射量轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的緯度的變化。

30、這是一個(gè)相當(dāng)復(fù)雜的過程。

31、于是，在米蘭柯維奇面前呈現(xiàn)著兩種來源完全不同的資料：一方面，地球軌道三要素的變動(dòng)是自然的，實(shí)實(shí)在在的。

32、人們可以借助有關(guān)儀器觀測到這種變動(dòng)，也可以通過天體力學(xué)的公式計(jì)算出這種變動(dòng)。

33、而現(xiàn)在，米蘭柯維奇又把這種變動(dòng)所引起的全球各地冬、夏半年的太陽輻射量的變化計(jì)算出來了。

34、應(yīng)該說，這個(gè)變化也是客觀存在的事實(shí)。

35、另一方面，由彭克等地質(zhì)學(xué)家所提供的第四紀(jì)氣候變遷的經(jīng)典模式也是實(shí)實(shí)在在的、證據(jù)充分，因?yàn)檫@些資料也不是人們憑空捏造的。

36、米蘭柯維奇把兩者的曲線進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)兩者具有某些相似性。

37、于是，米蘭柯維奇確信：第四紀(jì)氣候變遷的原因是地球接受的太陽輻射量變化的結(jié)果，而太陽輻射量的變化又是由地球軌道三要素變動(dòng)所引起的。

38、這就是著名的“米蘭柯維奇理論”，簡稱“米氏理論”。

39、這一理論實(shí)際上是后來蓬勃發(fā)展的天文氣候?qū)W的雛形。

40、米蘭柯維奇能創(chuàng)造這一理論不是偶然的。

41、他學(xué)識非常淵博，對氣候?qū)W、數(shù)學(xué)、天文學(xué)和第四紀(jì)地質(zhì)學(xué)都相當(dāng)精通，所以能集古今之大成，在科學(xué)的發(fā)展道路上開辟新的紀(jì)元。

42、當(dāng)米氏理論被廣泛承認(rèn)的時(shí)候，一個(gè)問題也接踵而至。

43、米蘭柯維奇等科學(xué)家的計(jì)算（包括當(dāng)代用計(jì)算機(jī)計(jì)算的最精確的結(jié)果）表明，太陽輻射量的變化是冬、夏恰好相反的，北半球和南半球也恰好相反。

44、換句話說，當(dāng)北半球的冬半年的太陽輻射量增加時(shí)，與此同時(shí)北半球的夏半年的太陽輻射量便減少。

45、反過來也是這樣。

46、按照傳統(tǒng)觀點(diǎn)，如果地球表層所獲得的太陽輻射量增多，那么地球表面的溫度便相應(yīng)地上升；反之亦然。

47、這似乎是順理成章的事。

48、既然科學(xué)家計(jì)算出冬、夏半年的太陽輻射量的變化是相反的，那么，冬、夏半年的溫度變化也應(yīng)該是相反的。

49、也就是說，當(dāng)冬季增溫時(shí)，夏季應(yīng)該降溫；而冬季降溫時(shí)，夏季應(yīng)該增溫。

50、可是，地質(zhì)學(xué)家所揭示的事實(shí)卻不是這樣的。

51、1981年，我國科學(xué)家徐欽琦把過去13萬年內(nèi)各地的氧同位素匯集在一起，它們清楚地表明：氣候變遷是全球性的，冬、夏溫度的變化方向和變化模式是大體相似的。

52、即當(dāng)冬季變冷時(shí)，夏季也變涼，而當(dāng)冬季變暖時(shí)，夏季則變得更熱了。

53、而且，冬、夏溫度變化的幅度也相當(dāng)接近。

54、其他科學(xué)家的研究也說明了這一點(diǎn)。

55、這究竟是怎么一回事？國外有科學(xué)家稱之為“地質(zhì)證據(jù)與理論的明顯沖突”，而徐欽琦稱它為“事實(shí)對傳統(tǒng)觀點(diǎn)的挑戰(zhàn)”。

56、于是，徐欽琦經(jīng)過反復(fù)研究，總結(jié)出天文氣候?qū)W的兩個(gè)定律：當(dāng)北半球冬半年的全球各地太陽輻射量的平均偏離量減少時(shí)，全世界的冬季溫度便隨之下降；反之亦然。

57、這是天文氣候?qū)W第一定律。

58、當(dāng)北半球夏半年的全球各地太陽輻射量的平均偏離量增多時(shí)，全世界的夏季溫度不僅沒有增高，反而降低了；反之亦然。

59、這是天文氣候?qū)W第二定律。

60、有了天文氣候?qū)W兩定律，許多以前難以解釋的現(xiàn)象就迎刃而解了。

61、天文氣候?qū)W第一定律告訴我們，地球北半球的冬半年所接收的太陽輻射量的變化與氣溫成正比。

62、倒數(shù)第三次冰期特別冷，冰川范圍也特別廣，為什么？天文學(xué)家的計(jì)算表明，這期間北半球冬半年的太陽輻射量達(dá)到了比較突出的小值階段。

63、在“北京人”生活的那個(gè)階段，溫暖期和寒冷期為什么都不那么突出呢？計(jì)算結(jié)果很清楚地表明，這期間北半球冬半年的太陽輻射量既沒有突出的大值階段，也沒有突出的小值階段的，所以那幾個(gè)階段氣候既不十分炎熱，也不十分寒冷。

64、米蘭柯維奇理論加上天文氣候?qū)W兩定律，對于解釋最近100萬年內(nèi)的氣候變遷是非常成功的。

65、可再往前推，要解釋300萬年、500萬年乃至6000萬年甚至數(shù)億年前的氣候變遷，就無能為力了。

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