Према хипотези српског математичара и геофизичара Милутина Миланковића, коју је формулисао пре сто година у књизи „Математичка теорија топлотног феномена узрокована сунчевим зрачењем“, услед редовних промена орбиталних параметара (ексцентрицитета, инкланације, прецесије), Сунце греје земаљску површину на различите начине.
Час хладно, час вруће
Као резултат тога, јављају се ледена доба, која смењују топлији периоди — интерглацијали. То су такозвани Миланковићеви циклуси ледених доба, на основу којих се формирају дугорочне климатске прогнозе.
Сваки орбитални параметар има своју цикличност. На пример, путања Земљине ротације око Сунца прелази са кружне на елиптичну сваких 95, 125 и четири стотине хиљада година. Оса ротације се одмиче за око три степена од еклиптике (орбитална раван Земље) отприлике сваких 41 хиљаду година. А циклус прецесије (ротација Земљине осе и описивање купе око пола еклиптике) у просеку на сваких 26 хиљада година. За то време, земаљска оса описује пуни круг.
Сви ови фактори дају периодичност климатских епоха од 41 до сто хиљада година. При томе, према прорачунима Миланковића, разлика у количини сунчеве светлости у северној хемисфери достиже двадесет процената.
„Климатски штап“
У плеистоценској епоси, од 2,6 милиона до пре 11,7 хиљада година, Земља је доживела неколико хладних периода када су ледници заузимали до 30 одсто планете и стизали до 40. паралеле у северној хемисфери.
Последњи ледени максимум је био отприлике пре 18 хиљада година, а сада, према циклусима Миланковића, наставља се холоценски период интерглацијал, који је почео пре око 12 хиљада година. Управо на ово се позивају противници хипотезе антропогеног утицаја на климу када је у питању глобално загревање. Међутим, детаљније моделирање показује да се ово што се сада догађа никако не уклапа у природне циклусе — ни по снази, ни по динамици.
Према графикону просечних годишњих температура на Земљи, који је добио надимак „климатски штап“, максимум холоценског загревања (средњовековна климатска аномалија) био је у 10-13. веку. Тада је на планети било чак топлије него средином прошлог века. Након тога је почело споро опште захлађење.
Човек јачи од природе
Према циклусима Миланковића, Земља би данас постепено требало да се хлади, али индустријска револуција је крајем 19. века преокренула природну тенденцију. Сада просечне годишње температуре прелазе вредности из 1960-1990-их година, које су узете као координатни почетак, за 0,6-0,8 степени Целзијуса. Главни разлог су антропогене емисије гасова стаклене баште, пре свега угљен-диоксида.
Научници са Потсдамског института за проучавање климатских промена истичу да је концентрација угљендиоксида у атмосфери достигла врхунац за три милиона година. Истраживања показују да просечне температуре, које се токов овог периода никада нису попеле више од два степена Целзијуса изнад прединдустријског нивоа, могу да пређу ову границу у наредних 50 година.
О томе сведоче и подаци који се редовно објављују у извештајима о процени Међувладиног панела о климатским промена, који су 1988. године основале Светска метеоролошка организација и Програм за околину Уједињених нација.
У последњем, петом извештају о климатским променама наведено је: „Без обзира на реалну вредност осетљивости температуре планете на баланс топлоте, уочене промене могу бити изазване само накупљањем СО2 у атмосфери“.
Овај закључак потврђују резултати анализе глобалних климатских модела, која је спровела у оквиру пројекта CMIP (Coupled Model Intercomparison Project) Радна група за заједничко моделирање (WGCM) Светског програма за истраживање климе. Према моделним експериментима CMIP3 и CMIP5, температуре значајно прелазе очекиване вредности од природних трендова са краја 1970-их година.
Пауза у глобалном загревању
Међутим, од 1998. до 2013. године, климатолози су приметили необичну појаву: са непрестаним повећањем садржаја СО2 у атмосфери, чини се да је пораст температуре заустављен. То су забележили стручњаци Међувладиног панела о климатским променама у Петом извештају о процени, који је објављен 2014. године. Истина је да су се аутори извештају изразили веома опрезно: „Глобална температура Земљине површине показује много мању растућу линијску тенденцију за последњих 15 година у односу на дуже периоде од 30 и 60 година“.
Научници нису могли да схвате шта се догађа: та запажања су била у супротности са свим климатским моделима. Расправа између присталица и противника хипотезе антропогене природе глобалног загревања, избила је са новом јачином. Али 2013. године температура је поново порасла и климатолози су почели да говоре о томе да се вероватно такве паузе од 15 година јављају у редовним интервалима, отприлике једном у 30 година.
Улога океана
Парадокс стабилизације глобалних температура, имајући у виду повећање концентрације СО2 у атмосфери, мора се некако објаснити. У супротном, модели за прогнозирање који су засновани на обичној екстраполацији, изгубиће кредибилитет.
Кинески научници са Универзитета Ланџоу предложили су одређени климатски модел, узимајући у обзир прерасподелу енергије између атмосфере и океана. Испоставило се да се током привидне паузе у загревању Земља и даље загрева, али се топлота скупља у дубинама Светског океана. Након што топлотни капацитет океана достигне одређени ниво, температура горњих слојева воде поново расте и то је разлог за цикличност.
Раније су научници доказали да је слабљење циркулације воде у океану допринело продужењу леденог доба у плеистоценској епохи и преласку пре око милион година са 41000-годишњег циклуса Миланковића на 100000-годишњи. У палеоклиматологији, ово је познато као „проблем сто хиљада година“.
Циклуси Миланковића нису важни само у геологији и климатологији. Тако су недавно антрополози са Универзитета Висконсин у Медисону открили да су ти циклуси стотинама хиљада година одређивали учесталост промена станишта древних људи, укључујући расељавање наших предака ван Африке, које је почело пре 125 хиљада година, на Блиски Исток и Медитеран где влада влажна суптропска клима.
