El forzamiento orbital es el efecto que tienen sobre el clima 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 requerida ] En este contexto, el término "forzamiento" significa un proceso físico que afecta al clima de la Tierra.
Se cree que este mecanismo es el responsable de la cronología de los ciclos de las eras glaciales . Una aplicación estricta de la teoría de Milankovitch no permite predecir una era glacial "súbita" (siendo súbita cualquier edad de hielo de menos de un siglo o dos), ya que el período orbital más rápido es de unos 20.000 años. La cronología de los períodos glaciales pasados coincide muy bien con las predicciones de la teoría de Milankovitch, y estos efectos se pueden calcular en el futuro.
Los ciclos de Milankovitch también están asociados con el cambio ambiental durante los períodos de invernadero de la historia climática de la Tierra. Los cambios en los sedimentos lacustres correspondientes a los marcos temporales de los ciclos orbitales periódicos se han interpretado como evidencia de la fuerza orbital sobre el clima durante los períodos de invernadero como el Paleógeno Temprano . [1] En particular, se ha teorizado que los ciclos de Milankovitch son moduladores importantes de los ciclos biogeoquímicos durante los eventos anóxicos oceánicos , incluido el Evento Anóxico Oceánico Toarciense , [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 ( fase Sangamoniana/Eem ). Por lo tanto, podríamos estar acercándonos al final de este período cálido. Sin embargo, esta conclusión probablemente sea errónea: la duración de los interglaciales anteriores no fue particularmente regular (véase el gráfico de 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 CO2 pueden ser suficientes para suprimir el ciclo glaciar durante los próximos 500 mil años. [7]
Obsérvese en el gráfico la marcada periodicidad de 100.000 años de los ciclos y la sorprendente asimetría de las curvas. Se cree que esta asimetría es resultado de interacciones complejas de mecanismos de retroalimentación. Se ha observado que las eras glaciales se profundizan en pasos progresivos. Sin embargo, la recuperación a las condiciones interglaciales se produce en un único gran paso.
La mecánica orbital exige que la duración de las estaciones sea proporcional a las áreas barridas por los cuadrantes estacionales, de modo que cuando la excentricidad es extrema, las estaciones del lado más alejado de la órbita pueden durar sustancialmente más. Hoy, cuando el otoño y el invierno en el hemisferio norte se producen en el punto de máxima aproximación, 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 dura 4,66 días más que el invierno y la primavera 2,9 días más que el otoño. [8] A medida que la precesión axial cambia el lugar de la órbita de la Tierra donde ocurren los solsticios y equinoccios , los inviernos del hemisferio norte se harán más largos y los veranos más cortos, creando finalmente condiciones que se cree que son favorables para desencadenar el próximo período glacial.
Se cree que la disposición de las masas de tierra sobre la superficie de la Tierra refuerza los efectos de forzamiento orbital. Las comparaciones de las reconstrucciones de los continentes tectónicos de placas y los estudios paleoclimáticos muestran que los ciclos de Milankovitch tienen el mayor efecto durante las eras geológicas en las que las masas de tierra se han concentrado en las regiones polares, como es el caso actual. Groenlandia , la Antártida y las partes septentrionales de Europa , Asia y América del Norte están situadas de tal manera que un pequeño cambio en la energía solar inclinará la balanza en el clima del Ártico , entre la conservación de la nieve y el hielo durante todo el año y el derretimiento completo en verano. La presencia o ausencia de nieve y hielo es un mecanismo de retroalimentación positiva bien conocido para el clima.