地球轨道参数变化
对于地球轨道参数的变化， 20世纪30年代，由塞尔维亚数学家米兰科维奇创立了一个著名的理论解释——天文冰期理论。米兰科维奇认为冰期的形成与地球运动轨道三要素（地球轨道偏心率、地轴倾斜度、岁差）的周期性变化相关联。换句话说，即地球围绕太阳旋转时，公转轨道形状、地轴与公转轨道的黄道面间交角和公转时地球自转的角速度都会有变化，这几个方面的自然波动使得地球接受太阳的辐射有变化，影响了气候和冰期的形成。
图1-2 地球轨道参数的变化
首先，地球绕太阳公转的轨道是椭圆形而不是圆形的轨迹，使地球在离太阳近的时候，得到的辐射就多，远离时就少。如今地球在1月份离太阳最近，称此位置为近日点，7月离太阳最远，称为远日点。而地球围绕太阳运动的轨道每10万年，就会从略微的椭圆形变成近乎圆形（图1-2左）。公转轨道的这一周期变化是由于太阳、月亮及其它行星对地球的万有引力造成的。
其次，在地球公转时，地轴是倾斜的，也就是赤道面与地球公转轨道面存在交角，因此各地受到太阳的照射情况就会不一样，有时太阳直射，有时太阳斜射，这样在一年中也就出现了冷热不同的四季变化（图1-3）。假如地球不是倾斜着“身体”进行公转，太阳光就只对赤道直射，地球上就不会出现四季了。地轴倾斜度的周期变化，会导致回归线和极圈的纬度发生变化，从而改变地球上的季节。地轴倾斜度增大时，高纬度夏季接受太阳辐射增加，冬季减少，气温年较差增大。地轴倾斜度减少时，高纬度冬暖夏凉，气温年较差减少，夏季温度低更有利于冰川发展。地轴的倾角，每经过4.1万年与垂直方向之间的角度从21.8°变化到24.4°，如今的地轴斜角为23.5°（图1-2中）。
图1-3 地球公转及地轴与公转轨道面交角示意图
此外，如果你有玩过陀螺的话，可能会注意到当陀螺的转动速度减慢时，它的自转轴会作缓慢的摆动，在空间中画出圆形的轨迹。而由于太阳和月亮对地球的引力，使得地球在公转时，自转轴就像一个顺时针自转的陀螺摆动(图1-4右)，当然这种运动十分缓慢，大约用2.6万年的时间地球的自转轴才会化过一周。现在设想一下，地球从春分的时刻出发，绕太阳转了一周，当地球在轨道上回到原先位置时，自转轴的方向已经变化了，即是说，地球并不是处于最开始的那个春分点（图1-4左）。春分点的位置，将影响季节的起止时间，也会使近日点和远日点的时间发生变化。地球在春分点的位置沿着地球公转轨道向西缓慢地移动，大约每2.6万年，春分点的位置在地球公转轨道上移动一周，称为岁差。春分节气的时间，每隔70年就要推迟一天。现在北半球夏季远日，冬季近日，夏季比冬季长8天。大约1万年后，就会变成冬季远日，夏季近日，冬季反而会比夏季长8天。就是说，不太冷而且短促的冬季，将会变成寒冷而漫长的冬季。
图1-4 二分点进动（岁差）示意图
地球轨道参数变化与超长期气候变化有关，这一理论也被认为是对地球最近的气候变迁模式——10万年的冰期之间有1万年的间冰期——最近乎合理的解释。
