地球の軌道の離心率: すべてを変える楕円

あまり円形ではない軌道

太陽の周りを回る地球の軌道は円として表されることが多いですが、実際には少し平らな楕円形で、偏心\(e\) と表します。この離心率は、楕円の平坦化の度合いを表します: \(e = \sqrt{1 - \frac{b^2}{a^2}}\)。ここで、\(a\) は長半径、\(b\) は短半径です。

可変偏心率

巨人の影響を受けた軌道

地球の軌道の離心率は一定ではありません。約 100,000 年の周期で 0.005 ～ 0.058 の間で振動します。これらの変動は次の原因によって引き起こされます。重力擾乱この影響は、巨大な惑星、特に木星と土星によって引き起こされ、地球の軌道の形状をゆっくりと変化させます。

弱いが無視できない偏心

現在、地球は離心率約 0.0167 の軌道をたどっており、完全な円に近いように見えるかもしれません。ただし、この小さな値により、距離差との間の約500万キロメートル近日点(1億4,710万km)およびアフェリア（1億5,210万km）。

注： :
L'アフェリアは、地球が太陽から最も遠い軌道上の点です (現在約 1 億 5,210 万 km)。この位置では、受け取る太陽エネルギーは最小限になります。

注： :
ザ近日点は、地球が太陽に最も近づく軌道上の点です (現在約 1 億 4,710 万 km)。そこでは太陽放射量が最大となり、特に現在南半球で季節がわずかに変化する可能性があります。

気候への影響の拡大

この距離の変化により、次のような違いが生じます。6.7%太陽に最も近い点と最も遠い点の間で受け取られる太陽エネルギー。このバリエーション自体は無害に見えるかもしれませんが、次のように作用します。他の軌道パラメータとの相乗効果(傾斜と歳差運動) および地球上のフィードバック機構 (氷、アルベド、CO₂、水蒸気、生物圏) を使用します。これらの複合効果の根源は、ミランコビッチの気候サイクル、これは過去数百万年にわたって観察された氷期/間氷期の交代を説明しています。

主な気候への影響

離心率の変動は地球と太陽の間の平均距離に影響を与え、それによって受ける日射量が変化します。 離心率が最大になる期間では、近日点と遠日点の差が大きくなります。 他の軌道パラメータ (傾斜角と歳差運動) と組み合わせると、この変動は、ミランコビッチサイクルそれは氷河期を中断します。

地球の離心率と他の惑星の比較

ソース ：NASA – 惑星ファクトシート

すべてを変える楕円

たとえ地球の軌道の離心率が小さいように見えても、地球の気候に対するその影響は地質学的時間スケールで顕著です。他の軌道パラメータと組み合わせることで、地球の主要な気候傾向が形成され、氷期と間氷期の交代に重要な役割を果たします。

最近の氷河期

過去 80 万年にわたって確認されている主な気候サイクルは次のとおりです。

データの出所: EPICA Dome C、Vostok Ice Core (Petit et al., 1999; Jouzel et al., 2007)、LR04 (Lisiecki & Raymo, 2005)。