Milutin Milanković – serbialainen ilmastotieteilijä ja Milankovićin syklit
Milutin Milanković: serbialainen matemaatikko ja ilmastotutkija, joka selitti jääkaudet ja maapallon pitkän aikavälin ilmastosyklit (Milankovićin syklit).
Milutin Milanković (28. toukokuuta 1879 – 12. joulukuuta 1958) oli serbialainen matemaatikko, tähtitieteilijä, geofyysikko, ilmastotutkija, rakennusinsinööri ja kirjailija. Hänestä tuli yksi 1900-luvun merkittävimmistä ilmastotieteen ja paleoklimatologian teoreetikoista.
Tutkimusura ja keskeiset teokset
Milanković opiskeli teknillistä tiedettä ja työskenteli ensin insinöörinä ennen kuin siirtyi tieteelliseen tutkimukseen. Hän toimi myöhemmin professorina ja julkaisi useita tieteellisiä teoksia, joissa yhdistyivät matematiikan, astronomian ja fysiikan keinot ilmastonmallinnukseen. Erityisen tunnettu on hänen moniosainen teoksensa, jota suomennetaan nimellä Maan auringonpaisteen kanoni (saksaksi "Kanon der Erdbestrahlung"). Tässä työssä hän kehitti matemaattisen mallin, jolla lasketaan Maan pinnalle ja ilmakehän eri kerroksiin saapuvan auringonenergian määrää eri olosuhteissa.
Planetaariset lämpötila-arviot
Milanković laajensi laskelmiaan myös muihin aurinkokunnan kappaleisiin. Hän arvioi esimerkiksi sisempiin planeettoihin kuten Merkuriukseen, Venukseen ja Marsiin sekä Kuuhun liittyviä lämpötilaolosuhteita ja pohti myös ulompien planeettojen ilmakehän syvyyteen ja lämpötasapainoon liittyviä kysymyksiä. Näissä laskelmissa hän käytti säteilytasapainoon perustuvia menetelmiä, jolloin huomioitiin muun muassa etäisyys Auringosta ja kappaleiden kaltevuus ja pyöriminen.
Milankovićin syklisten ilmastonmuutosten teoria
Toinen Milankovićin merkittävä panos oli selitys siitä, miten pitkäaikaiset ilmastomuunnokset johtuvat Maan liikkeen ja asennon hitaista vaihteluista. Tämä kokonaisuus tunnetaan nykyään nimellä Milankovichin syklit. Perusajatus on, että maapallon kiertoradan muoto, akselikallistuma ja akselin esiasento muuttuvat ajan myötä, mikä muuttaa Auringon säteilyn jakautumista eri leveysasteille ja vuodenaikoihin.
- Eccentrisyys (kierron soikeus) vaikuttaa siihen, kuinka suuri ero on Maan etäisyydessä Auringosta perihelin ja aphelionin välillä; tärkeät jaksot ovat mm. noin 100 000 ja 400 000 vuotta.
- Akselikallistuma (obliquity) eli Maan akselin kallistuskulma vaihtelee, ja tämän syklin pituus on noin 41 000 vuotta; kallistuksen suuruus vaikuttaa vuodenaikojen voimakkuuteen.
- Precessio eli akselin ja kiertoradan perihelin vaihtelu muuttaa vuodenaikojen ajoittumista suhteessa Maan etäisyyteen Aurinkoon; siihen liittyvä syklisyys on noin 19 000–23 000 vuotta.
Milanković esitti, että nämä syklit säätelevät jääkausien ja lämpimämpien välikausien ajoittumista yhdessä maapallon muiden prosessien kanssa. Hänen laskelmansa keskittyivät erityisesti aurinkosäteilyn määrään ja jakautumiseen eri leveysasteilla ja vuodenaikoina, koska paikallinen säteilymäärä vaikuttaa voimakkaasti jäätiköitymisen ja sulamisen edellytyksiin.
Todisteet ja teoria nykyaikana
Sitä mukaa kun geologiset ja paleoilmastolliset aineistot karttuivat, etenkin syvänmeren sedimenttien ja jäätikköydinten analyysit, Milankovićin hypoteesin keskeiset syklit havaittiin vastaavan maapallon ilmaston vaihteluissa. Vuonna 1976 Hays, Imbrie ja Shackleton julkaistu työ osoitti syklisten signaalien esiintymisen syvänmeren peräkkäisissä kerrostumissa, mikä antoi vahvan empiirisen tuen Milankovićin ideoille. Nykyiset paleoklimatologiset tutkimukset käyttävät sekä sedimentti-, happi-isotooppi- että jäätikköydindataa osoittaakseen yhteyksiä orbital forcingiin.
Kuitenkin Milankovićin selitys ei yksinään riitä selittämään kaikkia ilmastonmuutoksia. Nykyinen konsensus korostaa, että orbital-forcing toimii usein käynnistäjänä tai modulaattorina, kun taas ilmastoa säätelevät vahvasti myös hapen ja hiilidioksidin pitoisuudet ilmakehässä, mantereiden sijainnit ja muoto, tulivuoritoiminta, merivirrat, jääpeitteen ja albedon palautteet sekä muut sisäiset dynaamiset prosessit. Geologiset todisteet, kuten sedimenttikivien rytmiset piirteet, osoittavat usein orbital-syklien vaikutuksen, mutta paikalliset ja globaaliin ilmastoon vaikuttavat prosessit yhdessä määräävät lopullisen ilmastohistorian.
Vaikutus ja perintö
Milankovićin työ muutti käsitystämme siitä, miten astronomiset tekijät voivat ohjata maapallon pitkäaikaisia ilmastonvaihteluja. Hänen nimensä on vakiintunut käsitteenä (Milankovićin syklit) ja hänen matemaattiset menetelmänsä ovat edelleen perustana monille paleoklimatologisille tutkimuksille ja ilmastomalleille. Hänen työnsä yhdisti eri tieteenalojen menetelmiä ja loi sillan tähtitieteen, geologian ja ilmastotieteen välille.
Milutin Milanković muistetaan sekä serbialaisena tiedemiehenä että kansainvälisesti vaikutusta tehneenä tutkijana, jonka ajatukset auttoivat ymmärtämään maapallon ilmaston pitkän aikavälin dynamiikkaa.
Kysymyksiä ja vastauksia
K: Kuka oli Milutin Milanković?
V: Milutin Milanković oli serbialainen matemaatikko, tähtitieteilijä, geofyysikko, ilmastotutkija, rakennusinsinööri ja kirjailija.
K: Mitkä olivat hänen kaksi perustavaa laatua olevaa panostaan tieteeseen?
V: Hänen ensimmäinen panoksensa oli "Maan auringonpaisteen kaanon", joka selitti aurinkokunnan planeettojen ilmastot. Hän perusti kosmisen ilmastotieteen laskemalla Maan ilmakehän ylempien kerrosten lämpötilat sekä aurinkokunnan sisäisten planeettojen, Merkuriuksen, Venuksen, Marsin ja Kuun, lämpötilaolosuhteet ja ulompien planeettojen ilmakehän syvyyden. Toinen hänen panoksensa oli selitys sille, miten pitkän aikavälin ilmastomuutokset johtuvat maapallon pyörimisliikkeen ja Auringon kiertoradan muutoksista; nämä tunnetaan nykyään Milankovitsin sykleinä.
Kysymys: Miten hänen selityksensä selittää jääkaudet?
V: Hänen selityksensä selittää jääkaudet ennustamalla maapallon ilmastonmuutokset, joita voidaan odottaa tulevaisuudessa maapallon pyörimisliikkeen ja auringon kiertoradan muutosten perusteella.
K: Onko hänen selityksensä täysin tarkka?
V: Ei, hänen selityksensä ei ole täysin tarkka, koska siihen vaikuttavat myös muut tekijät, kuten hapen ja hiilidioksidin määrä ilmakehässä, maanosien sijainti, tulivuoritoiminnan määrä jne.
K: Ovatko geologiset todisteet sedimenttikivistä löytyvistä rytmisistä piirteistä yleisiä?
V: Kyllä, ne ovat yleisiä.
K: Mitä hän laski muiden planeettojen lämpötiloista?
V: Hän laski lämpötilat Maan ilmakehän ylemmissä kerroksissa sekä lämpötilaolosuhteet sisäisen aurinkokunnan planeetoilla (Elohopea, Venus, Mars ja Kuu) sekä ilmakehän syvyyden ulommilla planeetoilla.
Etsiä