軌道強制力

軌道強制とは、地球の自転軸の傾きと太陽を周回する地球の軌道の形状の緩やかな変化が気候に及ぼす影響のことです（ミランコビッチサイクルを参照）。これらの軌道変化は、中緯度地域では地球に到達する太陽​​光の総量を最大25%変化させます（緯度60度では400～500 W/(m²)）。^この文脈において、「強制」という用語は、地球の気候に影響を与える物理的プロセスを意味します。

このメカニズムは、氷河期の周期を決定する要因と考えられています。ミランコビッチ理論を厳密に適用すると、最も速い軌道周期が約2万年であるため、「突然の」氷河期（1世紀か2世紀未満の期間を指す）を予測することはできません。過去の氷河期の時期はミランコビッチ理論の予測と非常によく一致しており、これらの影響は将来にわたって計算することができます。

ミランコビッチサイクルは、地球の気候史における温室期の環境変化とも関連付けられています。周期的な軌道サイクルの時間枠に対応する湖沼堆積物の変化は、古第三紀初期のような温室期における気候に対する軌道強制力の証拠として解釈されてきました。^{[ 1 ]}特に、ミランコビッチサイクルは、トアルシアン海洋無酸素事変^{[ 2 ]}、中期セノマニアン事変^{[ 3 ]}、セノマニアン-チューロニアン海洋無酸素事変^{[ 4 ] [ 5 ]}を含む海洋無酸素事変中の生物地球化学的サイクルの重要な調節因子であると理論化されています。

現在の間氷期の気温ピークの期間は、前の間氷期のピーク（サンガモニアン/イーム期）とほぼ同じであると主張されることがある。そのため、この温暖期は終わりに近づいているのかもしれない。しかし、この結論はおそらく間違っている。過去の間氷期の長さは特に規則的ではなかった（右の図を参照）。BergerとLoutre（2002）は、「人間の活動の有無にかかわらず、現在の温暖な気候はさらに5万年続く可能性がある。その理由は、地球の太陽周回軌道の離心率が最小になっているためである」と主張している。^{[ 6 ]}_{また、ArcherとGanopolski（2005）は、将来のCO2}排出量が今後50万年間の氷河サイクルを抑制するのに十分である可能性があると報告している。 ^{[ 7 ]}

図を見ると、周期が10万年という強い周期性を持っていることと、曲線が著しく非対称であることがわかります。この非対称性は、フィードバック機構の複雑な相互作用に起因すると考えられています。氷河期は段階的に深まることが観察されていますが、間氷期への回復は一度に大きく起こります。

軌道力学によれば、季節の長さは季節の象限の掃引面積に比例する必要があるため、軌道離心率が極端に大きい場合、軌道の反対側の季節は大幅に長くなる可能性があります。現在、北半球の秋と冬が地球に最も接近する時期には、地球は最大速度で移動しているため、秋と冬は春と夏よりもわずかに短くなります。

現在、北半球では夏は冬より4.66日長く、春は秋より2.9日長い。^{[ 8 ]}地軸の歳差運動によって、夏至と冬至、春分と秋分が起こる地球の軌道上の位置が変化すると、北半球の冬は長くなり、夏は短くなり、最終的には次の氷河期を引き起こすのに好ましい条件が整うと考えられている。

地球表面上の陸塊の配置は、軌道強制力の影響を強めると考えられている。プレートテクトニクスによる大陸の復元と古気候研究の比較から、ミランコビッチサイクルは、現在と同様に陸塊が極地に集中していた地質時代に最も大きな影響を与えることが示されている。グリーンランド、南極大陸、そしてヨーロッパ、アジア、北アメリカの北部地域は、太陽エネルギーのわずかな変化が、北極の気候における年間を通じた積雪・氷の保持と夏の完全な融解との間のバランスを崩すような位置にある。積雪と氷の存在または不在は、気候に対するよく理解された正のフィードバック機構である。

• 暁新世-始新世温暖化極大期 § 軌道強制力

• Cionco, Rodolfo G.、および Pablo Abuin。「大河川の流量における惑星トルク信号と10年未満の周波数について」Advances in Space Research 57.6 (2016): 1411–1425。

• NOAAの気候強制データページには、過去5000万年間と今後2000万年間の軌道変動に関する（計算された）データが掲載されています。
• Varadi、Ghil、Runnegar（2003）による軌道シミュレーションは、軌道離心率に関して、わずかに異なる別の系列を提供している。