地球长期气候变化与冰期：从第一性原理推导米兰科维奇周期
地球与行星天体物理
2021-03-30 v3
摘要
地球自转轴相对于其轨道平面的倾角长期变化对长期气候变化具有重要意义，因为它们控制着北极圈与南极圈的大小。这些米兰科维奇周期通常通过牛顿运动方程数值积分计算，且由于所涉及超长计算机模拟对数值漂移敏感，其结果存在一定争议。本文从第一性原理计算这些周期，不依赖任何计算机模拟。该问题属于行星进动问题，可用研究陀螺进动的方法求解。结果表明，米兰科维奇周期的主要分量周期为 41,000 年，源于地-金系统的进动模态之一。该系统的另一模态产生周期 29,500 年的分量，而周期 54,000 年的第三分量源于木星与土星轨道进动的影响。这些结果与文献中若干数值模拟密切吻合，并强烈暗示文献中其他不同结果有误。
引用
@article{arxiv.2011.03985,
title = {The Earths long-term climate changes and ice ages: a derivation of Milankovitch cycles from first principles},
author = {R. C. T. Rainey},
journal= {arXiv preprint arXiv:2011.03985},
year = {2021}
}
备注
24 pages, 7 figures. Conclusions revised in light of comments received, see Acknowledgements. Submitted to American Journal of Physics. Converted to LaTeX with minor corrections. Shortened version (omitting Sections III - V and Appendices) re-submitted to American Journal of Physics