1、地球沿著橢圓形軌道繞太陽公轉(zhuǎn)，這個橢圓形軌道可能很“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、實際上地球公轉(zhuǎn)軌道一般是接近正圓而稍稍有點“扁”，所以е的值一般是接近于0的一個很小的數(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，這種移動不是平行移動，而是繞著某根軸（黃極）的“搖頭運動。

16、”這樣，相應(yīng)的赤道面、黃道面也緩緩地移動，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、歲差運動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、夏都是以北半球為準(zhǔn)的。

25、實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，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)時天文界所掌握的地球軌道三要素在過去60萬年的變動規(guī)律為基礎(chǔ)，推出了一系列計算太陽輻射量的數(shù)學(xué)公式，在沒有電子計算機的困難條件下，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是自然的，實實在在的。

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

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

34、應(yīng)該說，這個變化也是客觀存在的事實。

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)典模式也是實實在在的、證據(jù)充分，因為這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)的時候，一個問題也接踵而至。

43、米蘭柯維奇等科學(xué)家的計算（包括當(dāng)代用計算機計算的最精確的結(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，與此同時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，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，夏季應(yīng)該降溫；而冬季降溫時，夏季應(yīng)該增溫。

50、可是，地質(zhì)學(xué)家所揭示的事實卻不是這樣的。

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，夏季也變涼，而當(dāng)冬季變暖時，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。

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“事實對傳統(tǒng)觀點的挑戰(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，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，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)家的計算表明，這期間北半球冬半年的太陽輻射量達到了比較突出的小值階段。

63、在“北京人”生活的那個階段，溫暖期和寒冷期為什么都不那么突出呢？計算結(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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