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米兰柯维奇理论已经在古气候研究领域得到了公认，但是地球气候系统对辐射强迫进行响应的机制仍然悬而未决。作为古气候变化中心事件的冰期循环周期一直是学术界讨论和研究的重点。近年来相当多的资料证实，从第四纪和第三纪晚期到大约900ka BP的中更新世转变前(MPT，mid—Pleistocene transition)，北半球冰期变化周期为40ka，MPT之后转变为100ka。一般作为外强迫来解释冰期间冰期循环的北半球中高纬度夏季太阳辐射变化是由地球轨道进动控制的，但其主要周期是19ka和23ka，这和实际的冰期间冰期循环的周期不相符。本文针对这一问题研究了与地球轨道参数有关并控制冰期循环的辐射能量特征，定义了一个新的能量指标C及其响应阈值Ct，前者表示外部辐射能量的供给大小，后者代表了气候系统的整体响应特征。C与Ct的大小关系决定冰原融化或者积累，控制间冰期的开始和结束的时间，并决定冰期循环的周期。基于能量C以及能量阈值假设，本文从一个简单概念模式出发对冰期循环周期和控制因子进行了模拟试验。结果显示，能量指标C和阈值Ct不仅能够解释中更新世转变之前冰期的40ka周期变化，也能够部分地解释MPT之后冰期的准100ka周期变化，其中40ka是冰期循环的基本周期，从而揭示了MPT前后气候系统变化和周期演变的内在连续性。
本文的理论研究工作主要基于古气候学中经典的米兰柯维奇理论，并在已有的理论基础上进行了创新，发现了控制冰期循环的能量因子，使得第四纪大冰期的冰期循环及其周期能够在改进的理论框架和模式中得到较好的解释，从而为正确认识地质时期气候变化驱动机制和趋势、正确预测未来气候提供了科学依据。
本论文得到的主要结论有：
1．地球轨道参数及其变化对地质时期的气候具有决定性的作用，与轨道参数有关的太阳辐射强迫的长期变化是引起冰期间冰期循环的根本原因。
2．控制冰期和间冰期循环的外强迫因子是与冬夏季太阳辐射强度和季节持续时间都有关的辐射能量C，它具有总能量的量纲，具有明确的能量意义。地球气候系统存在某个阈值Ct，它代表气候系统在某一平衡态时对辐射强迫的整体响应特征。当能量C超过阈值Ct时，冰原大规模消融，触发间冰期的开始；当C低于Ct时，间冰期就会结束而冰期开始。
3．第四纪冰期循环的基本周期是40ka，这是由能量C占主导地位的40ka周期所决定的。在MPT之前，这个周期和冰期循环的周期相吻合，模拟结果也和氧同位素资料较为符合，尤其是关键的间冰期的起迄时间非常一致。
4．模拟结果和同位素资料的对比发现，开始于大约915ka BP的暖期只持续到约905ka BP，其持续时间比预期的要短，在这之后，模式结果和实际资料出现了较大的差异，因此可认为905ka BP是MPT出现的时间。
5．在MPT之后，气候系统对于能量C的响应变得更为复杂和非线性，并不是在所有能量C超过阈值Ct的时期内都出现类似的气候变暖期，只有那些持续时间长的变暖期成为间冰期，而其他的变暖期持续时间较短或者不明显，但仍具有40ka周期的特征。在80-120ka范围内变化的准100ka 周期就是由间冰期和其他气候变暖期构成的，这个时间范围恰好是40ka周期的2倍到3倍。