El forzamiento orbital es el efecto sobre el clima de los cambios lentos en la inclinación del eje de la Tierra y la forma de la órbita de la Tierra alrededor del Sol (ver ciclos de Milankovitch ). Estos cambios orbitales modifican la cantidad total de luz solar que llega a la Tierra hasta en un 25% en latitudes medias (de 400 a 500 W/(m 2 ) en latitudes de 60 grados). [ cita necesaria ] En este contexto, el término "forzamiento" significa un proceso físico que afecta el clima de la Tierra.
Se cree que este mecanismo es responsable del momento de los ciclos de la edad de hielo . Una aplicación estricta de la teoría de Milankovitch no permite predecir una era de hielo "repentina" (siendo repentina menos de un siglo o dos), ya que el período orbital más rápido es de unos 20.000 años. La temporalidad de los períodos glaciales pasados coincide muy bien con las predicciones de la teoría de Milankovitch, y estos efectos pueden calcularse para el futuro.
Los ciclos de Milankovitch también están asociados con cambios ambientales durante los períodos de efecto invernadero de la historia climática de la Tierra. Los cambios en los sedimentos lacustres correspondientes a los períodos de ciclos orbitales periódicos se han interpretado como evidencia de forzamiento orbital sobre el clima durante períodos de efecto invernadero como el Paleógeno Temprano . [1] En particular, se ha teorizado que los ciclos de Milankovitch son importantes moduladores de los ciclos biogeoquímicos durante los eventos anóxicos oceánicos , incluido el Evento Anóxico Oceánico Toarciano , [2] el Evento Cenomaniano Medio , [3] y el Evento Anóxico Oceánico Cenomaniano-Turoniano . [4] [5]
A veces se afirma que la duración del pico de temperatura interglacial actual será similar a la del pico interglacial anterior ( etapa Sangamonian/Eem ). Por lo tanto, podríamos estar acercándonos al final de este período cálido. Sin embargo, esta conclusión probablemente sea errónea: las longitudes de los interglaciales anteriores no fueron particularmente regulares (ver gráfico a la derecha). Berger y Loutre (2002) sostienen que “con o sin perturbaciones humanas, el clima cálido actual puede durar otros 50.000 años. La razón es un mínimo en la excentricidad de la órbita de la Tierra alrededor del Sol”. [6] Además, Archer y Ganopolski (2005) informan que las probables emisiones futuras de CO 2 pueden ser suficientes para suprimir el ciclo glacial durante los próximos 500 años. [7]
Obsérvese en el gráfico la fuerte periodicidad de 100.000 años de los ciclos y la sorprendente asimetría de las curvas. Se cree que esta asimetría es el resultado de interacciones complejas de mecanismos de retroalimentación. Se ha observado que las edades de hielo se profundizan en pasos progresivos. Sin embargo, la recuperación a las condiciones interglaciares se produce en un solo gran paso.
La mecánica orbital requiere que la duración de las estaciones sea proporcional a las áreas barridas de los cuadrantes estacionales, de modo que cuando la excentricidad es extrema, las estaciones en el lado opuesto de la órbita pueden durar sustancialmente más. Hoy en día, cuando el otoño y el invierno en el hemisferio norte se acercan más, la Tierra se mueve a su velocidad máxima y, por lo tanto, el otoño y el invierno son ligeramente más cortos que la primavera y el verano.
Hoy en día, en el hemisferio norte, el verano es 4,66 días más que el invierno y la primavera es 2,9 días más que el otoño. [8] A medida que la precesión axial cambia el lugar en la órbita de la Tierra donde ocurren los solsticios y equinoccios , los inviernos en el hemisferio norte se alargarán y los veranos se acortarán, creando eventualmente condiciones que se cree que son favorables para desencadenar el próximo período glacial.
Se cree que la disposición de las masas terrestres en la superficie de la Tierra refuerza los efectos de forzamiento orbital. Las comparaciones de reconstrucciones de continentes tectónicos de placas y estudios paleoclimáticos muestran que los ciclos de Milankovitch tienen el mayor efecto durante las eras geológicas en las que las masas terrestres se han concentrado en regiones polares, como es el caso hoy. Groenlandia , la Antártida y las partes septentrionales de Europa , Asia y América del Norte están situadas de tal manera que un cambio menor en la energía solar inclinará el equilibrio en el clima del Ártico , entre la preservación de la nieve y el hielo durante todo el año y el derretimiento total del verano. La presencia o ausencia de nieve y hielo es un mecanismo de retroalimentación positiva para el clima bien comprendido .