астрономическая теория колебаний климата

[Geen]

Я нашел по этой теме вот это

Ой, это точно не по теме - не читайте совсем.

Тогда подскажите, плиз, кто-то уже занимался подобными вычислениями?

Увы, я не в курсе. Но вопрос немного в другом - если что-то "колбасит" орбиту Земли, то оно же будет "колбасить" и её собственное вращение... вопрос лишь в соотношении эффектов, но "на пальцах" это плохо выводится...

[Stupa]

Но вопрос немного в другом - если что-то "колбасит" орбиту Земли, то оно же будет "колбасить" и её собственное вращение... вопрос лишь в соотношении эффектов, но "на пальцах" это плохо выводится...

В таком разе все вопросы к Солнышку. Ведь само по себе наличие орбиты Земли обусловлено предварительным наличием Солнца. Не будь его - негде было бы и орбитировать, это кажется очевидно. Стало быть, если что и колбасит нашу Землю, то это прежде всего именно оно. Но, насколько я понимаю, как раз об этом нет никаких достоверных данных. Солнце у нас считается как бы данным по умолчанию... Как точно выразился тов. Стробоскоп, 

А если мы не знаем как вращается солнце (или оно вообще не вращается)...

Но если оно таки вращается, а такая вероятность велика, во всяком случае об этом сообщают в интернете и др. источниках, то как оценить влияние его вращения на орбиту нашей планеты?

Если принять, что угол наклона орбиты к солнечному экватору изменяется с некоторой периодичностью, это значит, что по аналогии с осью узлов земной орбиты должна иметься также и ось солнечно-земных узлов. Ведь в каких то точках орбита Земли должна переходить из северного полушария солнечной системы в южное? Если наклон орбиты Земли периодически изменяется, причем вкупе с изменением эксцентриситета и долготы перигелия, значит уместно говорить о том, что эти солнечно-планетарные узлы прецессируют. Очевидно, то же самое можно сказать и о любой орбите в СС. Можно ли как-то определить эти узлы? Какое значение это может иметь для орбитального движения планет?

[Toth]

Но если оно таки вращается, а такая вероятность велика, во всяком случае об этом сообщают в интернете и др. источниках, то как оценить влияние его вращения на орбиту нашей планеты?

Если вращается нечто со сферически симметричным распределением плотности, то это никак не сказывается на вращение его спутника.

Даже если нечто сжатое вращается, вращение не скажется на орбиту спутника. Если тело симметрично относительно той же оси, вокруг которой спутник вращается.

Вот если бы Солнце имело форму кирпича, тогда бы его вращение сказывалось на орбите Земли.

[СТРОБОСКОП]

Если принять, что угол наклона орбиты к солнечному экватору изменяется с некоторой периодичностью

А это Вы откуда взяли? С какого перепугу это надо принимать? У вашего Миланковича, об этом тоже нет ни слова.

[Скеп-тик]

то как оценить влияние его вращения на орбиту нашей планеты?

Это малости третьего и четвёртого порядка в ОТО (форма массы, распределение массы по объёму, и зависимость вращение массы от "глубины" - твёрдотельное, жидкое, газообразное). На этом и построен эксперимент "Джуна" для выявления строения Юпитера.
А вот "колбасят" орбиту Земли девушка Венера и мужики Юпитер с Сатурном. Как эксцентриситет, так и наклон оси. К колебанию наклона оси прикладывает пальчик и Селена-Луна.
В принципе, всё считается. Для пары Земля-Луна наклон оси и эволюцию орбиты уже на 4 млрд лет просчитали. Правда, без Юпитера...

[СТРОБОСКОП]

А вот "колбасят" орбиту Земли девушка Венера и мужики Юпитер с Сатурном. Как эксцентриситет, так и наклон оси.

Конечно. уже писалось об этом: плоскость эклиптики более стабильна относительно удалённых звёзд и квазаров, хотя и она подвержена небольшим изменениями из-за пертурбаций от планет солнечной системы. Но эти изменения чрезвычайно малы и Меланкович принимает положение плоскости орбиты Земли стабильной относительно звезд. Он в колебаниях наклона оси даже нутации не учитывает, считая их слишком малыми.
Теперь по поводу параметров орбиты Земли: Ясно, что  эксцентриситет немного меняется со временем, даже есть данные, что  Эксцентриситет Земли проходит по  беспорядочному циклу, продолжительностью 100000 лет, за этот период он колеблется в пределах 0,005 – 0,05. Но наука сейчас стала достаточно прагматична. Точный машинный расчет на длительное время не имеет смысла, все равно всех параметров учесть нельзя, и не ясно с какого момента точность результата перестанет соответствовать заданной. Поэтому подобные расчеты проводятся на необходимый короткий промежуток времени, вряд ли Вы их где найдете, да и проводятся они для решения конкретной задачи, которая кроме десятка специалистов ни кому не интересна.

[Stupa]

А это Вы откуда взяли?

Об это написано в приведенной вами же цитате, и я это уже цитировал. А почему этот вопрос вызывает у вас такое напряжение? Вы считаете, что это не соответствует действительности?

Если вращается нечто со сферически симметричным распределением плотности

Ну, во-первых, мы не знаем, как устроено Солнце изнутри. Вполне вероятно, что его плотность симметрически неоднородна. Во-вторых, барицентр солнечной системы не совпадает в центром Солнца. Т.е. его вращение вокруг своей оси в некотором смысле несимметрично по отношению к СС. А как вы считаете, тот факт, что все планеты СС вращаются вокруг Солнца в одну сторону, разве не является следствием вращения самого солнца? Что задает направление и скорость вращения планет?

[Stupa]

Но наука сейчас стала достаточно прагматична.

На мой взгляд, дело тут не в прагматике. Если бы была методология и соответствующие технические средства, всё бы давно уже посчитали. Просто в реальности никто ничего не знает, даже самые, казалось бы, простые вещи нам не известны. У нас все считается наощупь. Даже ОТО это теория приблизительная. Для Солнечной системы ее подогнали при помощи выбора ряда констант, но нет никакой возможности доказать, что она будет работать в любой произвольно взятой звездной системе без соответствующей доработки. Не говоря уже о более общих масштабах, типа галактики: никто не знает и нет способов установить, как ведет себя свет в среде темной материи, например. Сохраняется ли постоянство его скорости или нет. Изменяется ли направление или нет. Вообще, как можно к среде, о которой нам ничего неизвестно, которая по сути есть гипотетическая среда, применять законы "барионной" физики? На каком основании делаются подобные обобщения?

В вопросе о вычислениях Милаковича меня больше всего интересует вопрос: на чем основаны его данные? И как их можно проверить практически? Согласитесь, изменение эксентриситета в 10 раз - это немало. Понятно, что для климата планеты это должно быть весьма существенно. Но из чего это следует? Где, как говорится, доказательства?

[Toth]

А как вы считаете, тот факт, что все планеты СС вращаются вокруг Солнца в одну сторону, разве не является следствием вращения самого солнца?

Нет. Вращение планет по орбитам и вращение Солнца - следствие вращения исходного газо-пылевого облака.

[Скеп-тик]

Просто в реальности никто ничего не знает, даже самые, казалось бы, простые вещи нам не известны. У нас все считается наощупь. Даже ОТО это теория приблизительная.

Товарищчь! Не надо.
Компьютер перед твоими глазами - вещь, требующая расчётов на 10 порядков сложнее, чем ОТО. В 10 миллиардов раз. Ибо подобрать группу атомов, чтобы одни при прохождении тока испускали свет, другие меняли объёмную структуру, третьи "перекладывали" электроны с орбитали на орбиталь при намагничивании - это тебе не булыжником об Луну грохнуть.
ОТО - это квинтэссенция КЛАССИЧЕСКОЙ небесной механики, только в оригинальной математической упаковке. А незнания - ваши, и только ваши.
Миланкович при современном состоянии науки - не при делах. Климат Земли на периодах в 100 тыс лет меняется, но на 90% - это гидродинамика океанов, на 9% - геология.  На протяжении десятков миллионов лет - 99% геология.

[Stupa]

Миланкович при современном состоянии науки - не при делах.

Я еще раз хочу подчеркнуть, что не являюсь апологетом Миланковича. Но в данном обсуждении мы вроде бы пришли к взаимопониманию и согласились, что такие параметры орбиты земли как долгота перигелия, наклон орбиты и эксцентриситет изменяются со временем причем с известной периодичностью. Именно с той, которую указал Миланкович, и это подтверждается данными "из интернета". Миланкович же в качестве авторитета уповает на Леверрье. Т.е. обратите внимание, я говорю не об изменениях климата, а об изменениях параметров орбит. С самого начала. И в этом контексте я рискну повторить свой вопрос: как можно данные предположения (об изменениях параметров орбит) подтвердить практически? Есть ли какие либо средства обосновать эти расчеты?

Что же касается моего тезиса про "всеобщее незнание", поясню. Вот вы говорите:

Климат Земли на периодах в 100 тыс лет меняется, но на 90% - это гидродинамика океанов, на 9% - геология.  На протяжении десятков миллионов лет - 99% геология.

Но это чисто умозрительные заключения. Под ними нет реальной фактологической базы, только расчетные модели. А почему? Потому что реальное строение даже земной коры глубже 12 км науке не известно. Это факт. Не говоря уж о строении планетарного тела - это вообще никому не известно. Только гипотезы.

Именно по этой причине меня и интересует вопрос, с которого я начал данный топик. На каких астрономически/геодезических/физикохимических/электромагнитных или прочих фактических данных основываются пердположения о  значении и масштабе изменений орбитальных параметров?

[СТРОБОСКОП]

Я еще раз хочу подчеркнуть, что не являюсь апологетом Миланковича. Но в данном обсуждении мы вроде бы пришли к взаимопониманию и согласились, что такие параметры орбиты земли как долгота перигелия, наклон орбиты и эксцентриситет изменяются со временем причем с известной периодичностью. Именно с той, которую указал Миланкович

Опять Вы за свое! Укажите место, где у Миланковича хоть слово написано, о изменении наклона орбиты Земли, а уж тем более о периоде его изменения?
Только прошу с номером страницы и абзаца.

[Dsh]

Опять Вы за свое! Укажите место, где у Миланковича хоть слово написано, о изменении наклона орбиты Земли, а уж тем более о периоде его изменения?
Только прошу с номером страницы и абзаца.

Вообще-то автор темы привёл эти самые страницы в начальных постах. Но в целом обсуждающие как-то к деталям цепляются, а от существа отклоняются.

Давайте посмотрим, так сказать, со стороны (на земную орбиту), например, со стороны северного полюса мира. Смена времён года обусловлена весьма стабильным наклоном оси вращения Земли к эклиптике. Собственно, этот наклон и называют, как я понимаю, сокращённо, наклоном эклиптики. Солнечный экватор здесь ни при чём, поскольку освещение Земли Солнцем от вращения Солнца вокруг своей оси не меняется (и это вращение почти-почти-почти никак не влияет на параметры земной орбиты). Прецессия сама по себе на климат может влиять только за счёт эксцентриситета орбиты. Потому что солнцестояния и равноденствия могут быть в перигелии или в другой точке, но при круговой орбите эти точки были бы равнозначны. Однако эксцентриситет есть, и по расчётам (а не по наблюдениям - 50 000 лет никто астрометрией не занимался) он меняется достаточно серьёзно - изменение расстояния от Земли до Солнца на миллионы км (из 149 000 000). Думается, что на освещённость это влияет. Соответственно вышесказанному и прецессия на эксцентриситет накладывается и влияет. Наконец, при прецессии наклон эклиптики не меняется, но вообще-то он меняется в пределах примерно 2 градусов дуги. Вроде бы не много, но при наложении на эксцентриситет будем наблюдать "углубление" или "сглаживание" времён года.

Теперь немного о грустном. Вышесказанное - это небесномеханические теории. Как из-за этого РЕАЛЬНО менялась освещенность Земли, мы не знаем. Потому что гелиографами 50 000 лет мы не пользовались. А если изучаем льды антактические, отложения всякие морские и т.п., то  видим изменения КЛИМАТА, а не первопричины этого изменения. Ведь из того, что мы знаем изменения средней температуры планеты, мы не можем вывести изменений освещенности. Потому что на климат не только освещенность влияет. Соответственно, по результату мы не можем УВИДЕТЬ работу механизма, приводящего к этому результату, а можем по поводу этого механизма только теоретизировать.

И, наконец, не будем забывать, что излучение Солнца может быть вовсе не таким стабильным, как мы к этому привыкли. А измерить возможные колебания его в прошлом нам НЕЧЕМ.

[СТРОБОСКОП]

Вообще-то автор темы привёл эти самые страницы в начальных постах.

Не могли бы Вы уточнить, в каких постах (конкретно) автор темы это сделал?

[Stupa]

Не могли бы Вы уточнить, в каких постах (конкретно) автор темы это сделал?

Я сделал это в самом первом своем посте, цитируя Миланковича:

Кроме того, плоскость земной орбиты также испытывает колебания в пространстве, так что ось вращения Земли наклоняется то больше, то меньше к этой плоскости...

В принципе же я согласен с Dsh, что

...в целом обсуждающие как-то к деталям цепляются, а от существа отклоняются.

хотя, говоря по правде, меня это мало удивляет. Выше речь уже шла о том, что мы очень мало знаем относительно окружающей нас соленчной системы, и Dsh совершенно верно резюмирует, что

Соответственно, по результату мы не можем УВИДЕТЬ работу механизма, приводящего к этому результату, а можем по поводу этого механизма только теоретизировать.

Т.е. ответ на мой изначальный вопрос:

Подскажите, где можно узнать больше о том как и почему происходят подобные изменения параметров орбиты, откуда берутся столько точные значения периодов и даипазонов колебаний данных параметров.

видимо звучит так: этого не знает никто.

Хотя, насколько я понимаю, кое-что должно быть закопно в работах Лапласа, Лагранжа, Леверрье, Стоквелла, и посему я как раз обращался к специалистам данного формума, чтобы получить по данному вопросу развернутый ответ. Ведь они же, я полагаю, изучали работы этих отцов-основателей? Но похоже, ничего более вразумительного, чем отсылка к первоисточникам данных авторов от специалистов форума дождаться не получится. Ну что ж, как говорится, спасибо и на этом.

[Stupa]

Однако вот с этим

Солнечный экватор здесь ни при чём, поскольку освещение Земли Солнцем от вращения Солнца вокруг своей оси не меняется

я не могу согласиться, и вот почему.

Я поднял вопрос о солнечном экваторе вовсе не в контексте освещения Земли Солнцем. Я говорю о том, что хотя мы и не знаем доподлинно, как изменяется и изменяется ли вообще наклон эклиптики со временем, если мы-таки захотим это узнать, то нам потребуется такая система координат, которая а) не привязана к земной орбите и б) гелиоцентрическая. Из имеющихся пяти "обычных", таковой просто нету (См. того же Жарова или Абалакина). Для того, чтобы зафиксировать изменение наклона эклиптики, нам нужна либо плоскость солнечного экватора (СЭ), тем более, что она у нас есть и мы уже знаем наклон к ней орбиты Земли. "Наклон орбит Венеры и Меркурия к солнечному экватору меньший, чем у других планет, немного более 3о. Поскольку они, к тому же, ближе всего к Солнцу, плоскость солнечного экватора может считаться их плоскостью отнесения. Наклон земной орбиты по отношению к этой плоскости - немного более 7о - превышается только Плутоном. Эклиптика (плоскость вращения Земли вокруг Солнца), пересекает плоскость солнечного экватора в середине Близнецов и Стрельца; в этих точках гелиографическая широта Земли равна нулю."
Либо, как еще один вариант, инвариантная плоскость (ИП), "Однако эти наклоны и долгота планетарных узлов изменяются в связи с тем, что сами орбиты движутся по отношению к основной плоскости отнесения Солнечной системы - инвариантной плоскости, названной так потому, что ее положение не изменяемо никакими силами в самой системе. В этой плоскости общий угловой момент всех планет максимален".
(цит. по http://astrolcrimea.ru/files/enc/DI.HTM )

Меня удивляет тот факт, что до сих пор не существует единой гелиоцентрической системы координат, не привязанной к эклиптике. На мой взгляд, в такой системе можно было бы увидеть много интересного по поводу орбит планет, их спутников и т.д. В частности, без такой системы не обойтись при исследовании возможного изменения наклона орбит. Но ничего, кроме приведенной ссылки по данному поводу я в интернете не нашел. Может быть кто-то подскажет?

[xd]

Какая разница какая система координат, главное чтобы считать было удобно. Потом делается редукция куда надо.

[СТРОБОСКОП]

Кроме того, плоскость земной орбиты также испытывает колебания в пространстве, так что ось вращения Земли наклоняется то больше, то меньше к этой плоскости...

Уважаемый Stupa , может мы друг друга не понимаем?  Прошу ответить, как по Вашему изменяется наклон орбиты Земли,  max. амплитуда? (относительно солнечного экватора или удаленных звезд) , на какую величину, и с каким периодом? (Вы утверждали, что это есть у Миланковича), и какова по Вашему амплитуда нутаций (значения которых, как и значения угла прецессии, измеряют относительно плоскости орбиты Земли), которые, в виду малости, Миланкович не учитывал?  см. Ответ#45.

[Stupa]

как по Вашему изменяется наклон орбиты Земли,  max. амплитуда? (относительно солнечного экватора или удаленных звезд) , на какую величину, и с каким периодом? (Вы утверждали, что это есть у Миланковича), и какова по Вашему амплитуда нутаций (значения которых, как и значения угла прецессии, измеряют относительно плоскости орбиты Земли), которые, в виду малости, Миланкович не учитывал?

Уважаемый Стробоскоп. У Миланковича написано: "плоскость земной орбиты также испытывает колебания в пространстве, так что ось вращения Земли наклоняется то больше, то меньше к этой плоскости". Исходя из дальнейших данных, которые он приводит (см. таблицы), можно сделать вывод, что относительно земной орбиты колебания наклона оси Земли лежат в переделах 22,1-24,5 (может быть, 22-25) градусов дуги и происходят с периодом 41000 лет.  Как точно изменяется наклон орбиты, он не указывает. Надо полагать, что в этих же пределах - 3 градуса дуги.

Амплитуда нутаций, я полагаю, не должна превышать 25-30 млс дуги.

Но Вы, я полагаю, знаете лучше меня, что это теоретические расчеты, которые практическими наблюдениями не подтверждены. В реальности, если с нутацией еще более-менее понятно, поскольку ее научились отслеживать на коротких циклах, с наклоном плоскости орбиты практической ясности нет: имеет ли он место вообще и если да, то какова его амплитуда, мы не знаем. Собственно, в этом был мой вопрос: имеются ли средства измерять динамику, в частности, этого параметра? (А также эксцентриситета орбиты, долготы перигелия).

[СТРОБОСКОП]

Как точно изменяется наклон орбиты, он не указывает. Надо полагать, что в этих же пределах - 3 градуса дуги.

Амплитуда нутаций, я полагаю, не должна превышать 25-30 млс дуги.

Момент импульса Земли относительно оси вращения около 7*10³³ кгм²/сек, а орбитальный момент импульса Земли на 5 порядков больше. Так что гироскопический эффект для движения по по орбите на много порядков больше, поэтому и  плоскость эклиптики более стабильна относительно удалённых звёзд и квазаров, чем ось вращения Земли.

Закон сохранения момента импульса....

Вы физику вообще в школе  изучали?
P.S. Момент импульса Солнца в 40 раз больше орбитального момента импульса Земли, а орбитальный момент Юпитера в 702 раза больше, чем у Земли. Так что пляшите от плоскости орбиты Юпитера , она стабильнее всего!