极移
瞬时自转轴在地球本体内的运动
极移(polar motion),又称为地极移动,是指地球的瞬时自转轴相对于地球本体的位置。日月引力造成的海潮和大地变形、洋流、风、大气压变化、陆地水储量变化、冰川消融、地震和洋底压力变化等都会引起极移。极移一方面以周年和钱德勒周期跳着“圆舞曲”,另一方面也在朝着一个方向莲步轻移。
1765年,瑞士科学家莱昂哈德·欧拉在假定地球是刚体的前提下,导出欧拉动力学方程,最先从力学上预言刚体地球地极自由摆动的存在。1891年,美国天文学家S.C.钱德勒发现极移包括两个主要的周期成分:一个是近于14个月的周期,这种近于14个月周期的极移成分是非刚体地球的自由摆动,是地球自转本征模之一;另一个是周年周期。
定义
中文名称:极移英文名称:polar motion;polar wandering定义1:地球瞬时自转轴相对于地球惯性轴的运动。所属学科:测绘学(一级学科) ;大地测量学(二级学科)
定义2:地磁极的位置不固定,逐年发生变化。所属学科:地理学(一级学科) ;古地理学(二级学科)
定义3:天球历书极在地面上的位移,以在一平面直角坐标系中的坐标表示。所属学科:天文学(一级学科) ;天体测量学(二级学科)
周期成分
地球瞬时自转轴在地球本体内的运动。极移的周年成分主要是由大气作用引起的受迫摆动。二者合起来,极移的范围不超过±0奬4。
地极位置测定
为测定地极位置,1967年国际天文学联合会及国际大地测量和地球物理联合会决定采用1900~1905年地球转动极的平均位置为参考点,即国际习用原点C.I.O. (Conventional lnternational Origin)。极移可用转动极相对CIO的位移来表示。其轨迹不规则,但用频谱分析法可从中分析出不同周期的分量。通过大约80年来极移数据的分析,得到一个14个月的分量(振幅约为0″2)和一个一年的分量(振幅约为0″1),前者即钱德勒晃动,后者为周年变化。此外,还有长期变化和数量微小的短周期变化。由于极移,地球各地的纬度、经度和离心力发生颤动式变化,影响地壳运动
发现
jiyi极移 polar motion 地球瞬时自转轴在地球本体内的运动。1765年,莱昂哈德·欧拉在假定地球是刚体的前提下,最先从力学上预言极移的存在。一直到1888年德国的屈斯特纳才从纬度变化的观测中发现极移。1891年,美国天文学家张德勒进一步指出,极移包括两个主要的周期成分:一个是近于14个月的周期;另一个是周年周期。前者叫作张德勒周期,这种极移成分是非刚体地球的自由摆动(见张德勒摆动)。
极移使地面上各点的纬度、经度和方位角都发生变化。相对来说,纬度变化最容易通过天文观测精确地测定,历史上首先是根据纬度变化来研究极移的。1899年,国际上成立了,组织全球性的纬度的系统观测。目前用于测定极移的常规仪器有、和等高仪等。资料处理的方法也从单纯的处理纬度观测资料,发展到综合处理纬度和时间观测的资料。由于新技术的发展,从二十世纪六十年代后期开始,出现了用测定极移的方法。近年来,用激光技术和甚长基线射电干涉技术测定极移的新方法也在试验之中。
研究极移必须选取一个适当的坐标系。极移的范围很小,所以可用通过极移轨线的中心与地球表面相切的平面来代替这一范围的球面,进而取一平面直角坐标系来表示地极的瞬时位置。相应的切点就是坐标的原点,目前国际上选用 (CIO)为统一的地极坐标原点。通过CIO的格林威治经线方向为X轴的正向,沿格林威治以西90°的子午线方向为Y轴的正向X和Y就称为地极坐标。图[极移轨迹]中是极移的轨迹。
根据近八十年来的天文观测资料,发现了极移的各种复杂的运动规律。除了上述张德勒周期和周年周期的极移以外,还存在长期极移以及周期为一个月、半个月和一天左右的各种短周期极移。
重要性
极移、以及速度的变化,组成地球自转运动的完整图像,因此极移是研究地球自转的一个重要的内容。极移机制的因素有外部因素和内部因素两类。外部因素包括日、月引力以及大气和海洋的作用,内部因素则涉及的各种理论模型。因此,极移研究与气象学、海洋学、地球物理学、地质学等地球科学学科有密切的关系。
目录
概述
定义
发现
重要性
参考资料