至于以后的变化周期为啥突然变到 10万年左右,我就不清楚了。不过若上上个图“有理”,那么周期 T = 41000 年 (亦即黄赤交角的变化带来的影响) 是还能见到些痕迹的,不过对地球温度变化而言,它不是主因,主因变成了二氧化碳 CO2 的含量。图中的 CO2含量的变化和温度的变化图几乎是一样的。
所以如果这些都是对的,那么推论就是,CO2 更能比黄赤交角的变化影响地球的气候。我想这是可以理解的,原因之一就是,黄赤交角的变化 a 是个小量,我文章也大致定性分析了,对地球平均温度的影响而言,这个影响最多是 O(a^2) 甚至O(a^3) or whatever,是个更高阶的小量。而 CO2 的改变量 b 对气候的影响大体上会是 O(b),同阶的 (不知这个估计对不对)。
因此现在的问题反而变成了这个:为啥 50 或者 100 万年前地球 CO2 的浓度会大约 10 万年变化一次,特别是为啥它突然下降得那么厉害?
作者:紫荆棘鸟
哈哈,这和数学好不好倒关系不大,现在的状态是,只考虑某个 factor 作最初步的定性分析,并祈求不出大差错而已。
就离心率这个 factor 而言,近日点和远日点辐射量的差别是 O( delta e ^2)是比较明显地,辐射量大时地表的反射、自身的红外线辐射也大,所以将这些因素考虑进来,和 e = 0 (正圆形轨道)比较起来,地表积蓄的热量差值就是 O ( delta e^3),这和你用折线去逼近曲线作数值估算是类似的,假设你都取折线的左端点的值去逼近曲线,得到的结果是 O(步长)的误差,那么你用左右端点的平均值去估算,误差通常就只有 O(步长 ^2)。
当然气象模型肯定极其复杂,地表某个地方可以和周围进行对流式的热交换 (这个应该是次因),地表本身还可以反射和辐射。反射应该只改变 O( delta e ^3) 的系数 (猜想),而大气,特别是最底下的平流层,对地表的红外线辐射不像可见光那么透明(灰尘也应该主要集中在平流层),所以它应该是维持地表温度的主因。所以这时若不考虑温度,而只考虑能量/热量,无论平流层吸收多少地表辐射,基本上它也只改变O( delta e ^3)的系数,或者加一些更低阶的附加项,但是总的说来,对地球总的“热量”的影响,是 O ( delta e ^3)级别的。
但是温度的改变通常不会和 O ( delta e ^3) 成正比,因为温度和能量不成线性关系。特别是,如果假设地球是个黑体(尽管不是),地表辐射的强度是和温度的四次方成比例的。
作者:紫荆棘鸟
You are right, my bad. The axial tilt angle of the Venus is almost180 degree, not 90. I just checked the data for the 8 planets, onlyUranus has an axial tilt angle near 90 degrees...