Tiedetään että maapallon akseli tekee heiluriliikettä ja rata hiukan muuttuu. Tästä johtuvat osaltaan jääkaudet ja lämpimät kaudet. Nyt on tiettävästi menossa lämmin kausi. Paljonko on tämän luonnollisen lämpeämisen osuus tässä ilmastomuutoksessa?
Lyhyt vastaus: Luonnollinen jääkausien ja lämpimien kausien välinen vaihtelu on viimeisten runsaan sadan vuoden aikana tapahtuneen lämpenemisen kannalta täysin merkityksetön.
Vaihtelu jääkausien eli glasiaalien ja niitä lämpimämpien interglasiaalijaksojen välillä johtuu perimmiltään maapallon radan ja sen pyörimisakselin suunnan vaihteluista. Nämä vaihtelut eivät mainittavasti muuta koko maapallon vuoden aikana saaman auringonsäteilyn määrää, mutta ne vaikuttavat säteilyn vuodenaikais- ja leveyspiirijakaumaan. Jäätiköitymiselle on otollinen tilanne, jossa säteilyä tulee pohjoisen pallonpuoliskon korkeille leveysasteille kesällä keskimääräistä vähemmän, eikä edellisen talven lumi siksi ehdi sulaa kylmimmillä alueilla kokonaan. Vastaavasti tavallista suurempi säteilyn määrä pohjoisen pallonpuoliskon korkeilla leveysasteilla kesällä voi käynnistää jäätiköiden sulamisen. Glasiaali-interglasiaalivaihtelua voimistavat ratkaisevasti ilmastojärjestelmässä vaikuttavat palauteilmiöt eli toisaalta jäätiköiden kyky heijastaa auringonsäteilyä tehokkaasti avaruuteen ja toisaalta kasvihuonekaasujen pitoisuuksien vaihtelu. Läheskään kaikkia vaihteluun vaikuttavia mekanismeja ei kuitenkaan vielä ymmärretä.
Viimeisin jääkausi oli kylmimmillään noin 21000 vuotta sitten, jolloin sekä Pohjois-Amerikan että Euraasian pohjoisosia peittivät laajat mannerjäätiköt. Tämän jälkeen auringonsäteilyn määrä pohjoisen pallonpuoliskon korkeilla leveysasteilla kasvoi (Kuva 1) ja jäätiköt sulivat varsin nopeasti, suunnilleen kymmenessätuhannessa vuodessa. Siitä pitäen on vallinnut holoseenina tunnettu interglasiaalijakso.
Kuva 1: Ilmakehän ulkorajalle tulevan auringonsäteilyn määrä leveyspiirillä 65ºN kesäpäivänseisauksen aikaan. Kuva on piirretty sivulla https://biocycle.atmos.colostate.edu/shiny/Milankovitch/ olevaa työkalua käyttäen.
Pohjoisen pallonpuoliskon korkeiden leveysasteiden kesällä saama auringonsäteily saavutti edellisen maksiminsa noin 11000 vuotta sitten, mutta on sen jälkeen taas vähentynyt (Kuva 1). Nyt käynnissä olevaa ilmaston lämpenemistä maapallon radan muutokset eivät siis selitä. Pikemminkin ne lienevät hiukan jäähdyttäneet ilmastoa, ainakin pohjoisella napa-alueella kesällä (https://www.clim-past.net/6/445/2010/cp-6-445-2010.pdf, Fig. 8).
Jos jääkausi johtuu pyörimisakselin suunnan vaihtelusta, niin onko niin, että kun pohjoisella pallonpuolistkolla on jääkausi, niin eteläisellä on lämpimämpää?
Ei. Jääkausien aikana myös eteläisellä pallonpuoliskolla on kylmää, vaikka siellä jäähtyykin vähemmän kuin pohjoisella pallonpuoliskolla. Jäähtymisen levittävät pohjoiselta eteläiselle pallonpuoliskolle toisaalta ilma- ja merivirtojen muutokset, toisaalta kasvihuonekaasujen väheneminen. Lisäksi eteläiselläkin pallonpuoliskolla lumi- ja jääpeitteen lisääntyminen voimistaa ilmaston jäähtymistä korkeilla leveysasteilla.
Yksi arvio viime jääkauden kylmimmän vaiheen lämpötilaerosta nykyaikaan nähden on tämän artikkelin kuvassa 1.