Mouvement pol – Wikipedia

Posted on September 21, 2020 by lordneo

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Mouvement POL du pôle Nord de 1909 à 2001; L’axe x positif (vers le haut) correspond à la limite de date, l’axe y positif (à droite) la 90e longueur de l’est.

Quand Mouvement de poteau ou Fluctuation polaire (Engl. Mouvement polaire )) Les astronomes et les géoscientifiques dénotent un décalage lent et balancé de l’axe de la Terre dans le corps de la Terre. Bien qu’il ne représente que quelques millions du rayon de la Terre, il est d’une grande importance pour la géoscientifique d’aujourd’hui – en particulier la géodésie et la géophysique – ainsi que pour l’astronomie et son système fondamental.

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Les astronomes individuels soupçonnaient déjà que le pôle Nord et Sud de la Terre ne soit pas complètement immuable. En attendant, il est connu que le pôle Nord se déplace sur la surface de la Terre dans une vibration en spirale approximativement annuelle de quelques mètres et dérive également à environ 80 ° à l’ouest par 10 à 12 mètres par siècle. Ce dernier est également comme Polwanderung désigné.

La lumière périodique tombant («les œufs») familiale de l’axe de la Terre a la raison pour laquelle l’axe de rotation et l’axe d’inertie principal ne se sont pas complètement effondrés et que le corps de la Terre est quelque peu élastique. C’est pourquoi le corps de la Terre réagit légèrement aux changements de masse saisonnières ou tectoniques. Le mouvement du poteau doit être pris en compte pour des systèmes de coordonnées et de référence précis de la Terre et de l’espace (voir ICRS et ITRF).

En tant que point de référence pour le pôle géographique nord et sud, le point de coupe moyen de l’axe rotatif avec la surface de la Terre de 1900 à 1905 a été déterminé et CIO (Origine internationale conventionnelle). Le mouvement du poteau ne doit pas être confondu avec le changement d’alignement de l’axe de rotation de la terre dans la pièce (voir Pole du ciel). Les forces gravitationnelles de la Lune, du Soleil et des autres planètes exercent des couples sur le corps de la Terre qui conduisent à une intimité cyclique et à des mouvements d’inclinaison de l’axe de la Terre en périodes de plusieurs 10 000 à 100 000 ans qui ont également un impact sur le climat mondial (voir Milanković Cycles). Le mouvement polaire décrit ici ne doit pas non plus être confus et n’est pas directement lié à la migration des pôles magnétiques sur Terre.

L’axe de rotation de la Terre – comme l’axe de rotation de chaque gyroscope stable – a tendance à maintenir sa direction dans la pièce (voir également le système inertiel). Il pointe donc toujours dans la même direction pendant la circulation annuelle autour du soleil – actuellement au So-appelé Étoile polaire dans la constellation Petit ours – Bien que votre piste annuelle soit en diagonale.

Si la Terre était complètement rigide et aucune force de l’extérieur, son axe de rotation pointerait sur des millions de millions en raison de la préservation de l’impulsion de rotation dans la même direction. En fait, cependant, l’attraction du système planétaire (en particulier la gravité de la lune et du soleil) provoque un petit inclination régulière car la Terre s’écarte quelque peu de la figure sphérique. Cet intimité ainsi appelée et un effet connexe, la nutation, ne doivent pas faire directement avec le mouvement du poteau, mais sont souvent confondus avec.

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Celui a traité dans le présent article Mouvement de poteau est la conséquence du fait que la terre

n’est pas un corps rigide, mais a une certaine élasticité,
Pas une balle, mais aplati de 0,3%,
Les effets saisonniers et les petites déformations se produisent à leur surface, et
Des décalages de masse lents ont lieu à l’intérieur de la terre.

Les changements internes et externes dans la Terre (facteurs 3 et 4) signifient que la distribution de masse modifie également l’axe du plus grand moment d’inertie: l’axe de la Terre réagit avec un léger culbutage, de sorte que les largeurs géographiques et les longueurs des stations de mesure ne peuvent plus être considérées comme inchangeables. La connexion précédemment clairement définie entre le Erasses Et le système de coordonnées du ciel (axe terrestre étendu = poudre de ciel) devient plus compliqué si l’on veut prendre en compte les demandes d’aujourd’hui et une précision de mesure élevée.

Bien que le mouvement du poteau ne soit que de quelques mètres, l’effet a été observé par Friedrich Wilhelm Bessel jusqu’en 1844, soupçonnait la cause vers 1860 et démontrée en 1885 par l’astronome de Bonn Karl Friedrich Küstner par des mesures précises du “Polehöhe” (largeur astronomique). Les modifications suspectées de l’axe de la Terre pourraient être filtrées à partir d’une série plus longue de mesures en tant que petits changements de largeur périodique d’environ ± 0,3 ″. Ce n’est que vers la fin du XIXe siècle que les mesures astro-géodentiques avec des instruments de passage et des zenitlélescopes ont atteint ce niveau de précision.

Le chemin couvert par l’axe de rotation instantané de la Terre de 2001 à 2005 au pôle Nord

Les études empiriques les plus précises du mouvement des pôles ont été réalisées en plus de Küstner par la Vienne Geodäte Richard Schumann et l’astronome américain Seth Carlo Chandler. Ce dernier a découvert le Période de Chandler C’est environ 435 jours. En revanche, Leonhard Euler avait pour un terre rigide a dérivé une valeur théorique d’environ 305 jours (période d’Euler). La base théorique de ceci est ce qui suit:

L’axe de symétrie de la Terre ne coïncide pas avec son axe de rotation, qui traverse le corps de la Terre. C’est pourquoi le corps de la Terre a “échelonné” un peu en termes de son propre axe de rotation, ce qui est perceptible dans les changements dans les coordonnées géographiques d’un observateur local. Un tel tumling n’est stable que si la rotation (approximativement) autour de l’axe du corps avec le plus grand ou le plus petit moment d’inertie a lieu. Si ce n’est pas le cas, le culbutage augmente à long terme et le corps rotatif est orienté jusqu’à ce que l’un des deux essieux de base mentionnés coïncide (approximativement) avec l’axe de rotation. Étant donné que l’axe de symétrie de la Terre est l’axe avec le plus grand moment d’inertie en raison de l’amadrtissement de la Terre, une telle instabilité ne se produit pas. L’écart entre l’axe de symétrie et de rotation reste donc limité et l’axe de symétrie a lieu autour de l’axe de rotation environ une fois par an.

Le comportement du “Scout de la Terre” et de sa dégringage de lumière peuvent être calculés avec les méthodes de mécanique scientifique si une regard Le corps solide accepte les dimensions de la terre. Si le corps de la Terre (en particulier l’intérieur en plastique de la Terre), en revanche, donne un peu – comme la géologie le connaît depuis longtemps – la période de ce tumbling est prolongée car l’interférence ne peut plus être «pratique».

La vibration complète est composée d’un composant libre et forcé. La vibration libre a une amplitude d’environ 6 m et une période de 415 à 433 jours (période de Chandler). La fluctuation de la durée de la période est liée aux effets saisonniers (décrochage et végétation, glaçage, tectonique plate, etc.), qui remontent à des changements de masse à la surface de la terre ou de l’intérieur.
La rigidité du corps de la Terre peut être calculée à partir de la différence entre Chandler et la période Euler, qui, cependant, est beaucoup plus difficile par sa stratification dans la croûte de terre et le manteau terrestre. Cependant, la déformabilité de la Terre peut également être déterminée à l’aide d’autres méthodes, par ex. B. au moyen de l’époque de la Terre.

La vibration forcée a environ la moitié de la grande amplitude et une période annuelle. Il est stimulé par les délocalisations saisonnières des masses d’eau et d’air. La superposition des deux vibrations de différentes longueurs conduit à l’amplitude du pivot complet en environ six ans de rythme entre environ 2 m et environ 8 m.

Ce mouvement en spirale chevauche des vibrations plus petites avec des périodes de quelques heures à des décennies. Même les petites délocalisations spontanées peuvent parfois être déterminées, qui sont quelques centimètres – déclenchées par le Sequake du 26 décembre 2004 près de Sumatra, qui a déclenché l’énorme tsunami dans l’indic.

Le centre de la vibration dérive à une vitesse d’environ 10 m par siècle vers 80 ° à l’ouest. Ce mouvement est attribué à de grands processus tectoniques.

Afin d’examiner ces effets plus précisément, le large service international a été fondé en 1899. Il se composait de cinq observatoires sur divers continents, mais ils étaient tous de la largeur nord de 39,8 °. La mesure de la largeur astronomique de la polarité de la polarité a reçu une courbe continue du mouvement du poteau, par lequel les petites contradictions (inévitables) des données ont été minimisées par calcul de compensation.

Quelques années après le début des voyages dans l’espace, les mesures astronomiques pourraient être complétées par des méthodes de géodésie par satellite et rapidement améliorées. L’International Polar Motion Service a été fondé pour cela (Abréviation IPMS). Dans les années 1990, il est passé dans le service terrestre de la Terre, dont les résultats sont désormais basés sur les données de cinq à six méthodes de mesure très différentes.

Voir les éléments spéciaux: astronomie fondamentale.

Vague de saison [ Modifier | Modifier le texte source ]]

Figure 3e vecteur m La composante saisonnière du mouvement du poteau en fonction de la saison. Les nombres et les marques de ligne indiquent le début d’un mois civil. La ligne en pointillés est la direction du grand axe d’ellipen. La ligne dans le sens du petit axe est l’emplacement de la fonction de suggestion en fonction de la saison. (100 Mas (secondes de type millis) = 3,09 m à la surface de la terre).

Aujourd’hui, il existe un accord général selon lequel la composante saisonnière est une vibration forcée, qui est essentiellement due à la dynamique atmosphérique. ^[d’abord]Un tige de marée atmosphérique antisymétrique debout du nombre d’ondes méridionales en est responsable

{displayStyle m = 1}

$m=1$ et la période d’un an, qui est proportionnelle à une amplitude imprimée dans la première approximation

{displaystyle sin thêta cos theta}

${displaystyle sin theta cos theta }$ (Avec la distance du poteau

{displaystyle thêta}

$theta$ ). En hiver dans l’hémisphère nord, il y a une zone de pression élevée au-dessus de l’Atlantique Nord et une zone de basse pression sur la Sibérie avec des différences de température allant jusqu’à 50 °. C’est l’inverse en été. Cela signifie une impalance de masse (déséquilibre) à la surface de la Terre, ce qui entraîne un mouvement rotatif de l’axe de la figure du corps de la Terre contre son axe de rotation.

La position du mouvement du poteau peut être trouvée à partir des équations d’Euler. La position du vecteur m La composante saisonnière du mouvement polaire décrit une ellipse (Fig. 3), dont le grand et petit axe ^[2]

{DisplayStyle {frac {m_ {1}} {m_ {2}}} = nu _ {c},}

rester avec

{DisplayStyle pas _ {c} = 0 {,} 83}

${displaystyle nu _{C}=0{,}83}$ la fréquence de résonance Chandler; ou une période de résonance de Chandler de

{displaystyle tau _ {c} = 441}

${displaystyle tau _{C}=441}$ Jours sidéraux = 1,20 années de Siderish). Le résultat de la figure 3 est en bon accord avec les observations. ^[3]^[4]L’amplitude de pression de l’onde atmosphérique qui crée cette oscillation est

{displayStyle p_ {o} = 2 {,} 2, mathrm {hpa}}

${displaystyle p_{o}=2{,}2,mathrm {hPa} }$ Avec un maximum à

{displaystyle lambda _ {o}}

${displaystyle lambda _{o}}$ = −170 ° Longueur géographique.

Il est difficile de déterminer l’influence de l’océan. Son effet a été estimé à 5 à 10%. ^[5]

Chandler-wobbel [ Modifier | Modifier le texte source ]]

Alors que la composante annuelle reste assez constante d’une année à l’autre, la période de Chandler observée fluctue considérablement au fil des ans. Cette fluctuation est faite par la formule empirique ^[4]

{DisplayStyle m = {frac {3 {,} 7} {(nu -0 {,} 816)}}}

Assez bien décrit. Le montant m augmente avec la fréquence réciproque.
Une explication de Chandler-Wobbeln est la suggestion de la dynamique atmosphérique quasipériodique. En fait, une période quasi-14 mois a été lue à partir d’un modèle d’océan atmosphérique couplé, ^[6]Et un signal régional de 14 mois dans la température de la surface de l’océan a été observé. ^[7]

Pour le traitement théorique des équations d’Euler, la fréquence (standardisée) doit

{displayStyle pas}

$nu$ À travers une fréquence complexe

{Displaystyle nu + inu _ {d}}

${displaystyle nu +inu _{D}}$ à remplacer, par le terme imaginaire

{DisplayStyle pas _ {d}}

${displaystyle nu _{D}}$ Effets de dissipation basés sur le corps de terre élastique simulé.
Comme sur la figure 3, la solution est composée d’un programme et d’une onde polarisée circulaire rétrograde. Pour les fréquences

{displayStyle pas <0 {,} 9}

${displaystyle nu <0{,}9}$ L’arbre rétrograde peut être négligé et l’onde du programme polarisée circulaire reste, le vecteur m se déplace dans le sens des aiguilles d’une montre sur un cercle. Le montant calculé de m est ^[2]

{DisplayStyle m = 14 {,} 5, p_ {o}, {frac {no _ {c}} {sqrt {{((no -no _ {c})} ^ {2} + no _ {d} ^ {2})},},}

C’est une courbe de résonance, dont les flancs

{DisplayStyle Maprox 14 {,} 5, p_ {o}, {frac {nu _ {c}} {| nu -nu _ {c} |}}}}

peut être approximé. L’amplitude maximale de m à

{DisplayStyle no = no _ {c}}

${displaystyle nu =nu _{C}}$ devient

{displayStyle m_ {mathrm {max}} = 14 {,} 5, p_ {o}, {frac {nu {nu {c}}} {nu _ {d}},}

Dans le domaine de la validité de la formule empirique Eq. (2) il y a un bon accord avec
Gl. (4). Les observations des 100 dernières années montrent que jusqu’à présent, aucune valeur plus grande que

{displayStyle m_ {mathrm {max}} sim 230,}

${displaystyle m_{mathrm {max} }sim 230,}$ MAS (milliards-docar secondes) a été trouvé. Il en résulte une limite inférieure pour

{DisplayStyle votre _ {d} = {frac {1} {no _ {d}}} Geq 100,}

${displaystyle tau _{D}={frac {1}{nu _{D}}}geq 100,}$ Années.
L’amplitude de pression correspondante de l’onde atmosphérique est

{displayStyle p_ {o} sim 0 {,} 2, mathrm {hpa}}

${displaystyle p_{o}sim 0{,}2,mathrm {hPa} }$ .
Ce nombre est en effet petit et indique l’effet de résonance à proximité de la fréquence de résonance de Chandler.

En plus de la vitesse de rotation actuelle de la Terre et de l’alignement de courant de l’axe de rotation dans la pièce, les paramètres de rotation de la Terre, qui sont régulièrement déterminés par les IER, décrivent également l’alignement de courant du corps de la Terre en ce qui concerne l’axe de rotation.

Le Coordonnées polaires

{displaystyle x}

$x$ et

{displaystyle y}

$y$ Indiquez l’emplacement de l’axe actuel de rotation (plus précisément: le pôle d’éphéméraire céleste) concernant un certain point fixe à la surface de la Terre (le pôle de référence IER). L’axe des x se dirige vers le méridien nulle (plus précisément: le méridien IERS référence) et l’axe y vers 90 ° à l’ouest. Les milliers de milliers sont généralement utilisés comme unité de mesure (la distance entre les deux points sur la surface de la Terre peut également être exprimée en mètres).

Au cours du mouvement du poteau, l’emplacement d’un observateur local en ce qui concerne l’axe de rotation change également. Si cet observateur effectue une détermination astronomique de ses coordonnées géographiques, elle reçoit des résultats légèrement différents en fonction de l’emplacement actuel de l’axe de rotation. Est sa longueur astronomique moyenne

{displaystyle lambda _ {m}}

$lambda _{{m}}$ et sa largeur moyenne

{displayStyle Varphi _ {M}}

$varphi _{{m}}$ et a l’axe instantané de rotation que le poteau coordonne

{displaystyle x}

$x$ et

{displaystyle y}

$y$ , les écarts par rapport à ses coordonnées intermédiaires sont dans la première approximation

{Displaystyle delta varphi = xcos lambda _ {m} -ysin lambda _ {m}}}

{affichage delta lambda = (xsin lambda _ _ _ {m} + ycos lambda _ _ {m}) tan warphi _ {m}}

Si vous pensez que la Terre considère comme une boule précise et rigide et une rotation complètement symétrique, l’axe de la Terre serait immuable et le pôle Nord et Sud resterait dans la même position sur le ballon. En fait, la terre a

En conséquence, le véritable axe terrestre prend des mouvements très compliqués, mais surtout périodiques. La masse se déplace sur et dans la terre et la flexibilité du corps de la Terre peut être partiellement calculée par des modèles physiques appropriés, partiellement empiriquement et quelque peu raffinés chaque année.

En 2003, le prix de la descartes Véronique Deher Vom Observatoire Royal de Belgique et un groupe à l’échelle de l’Europe d’une trentaine de chercheurs ont été décernés, qui sous leur direction ont développé une théorie élargie de la terre et de la noix.

En plus de la recherche, la connaissance exacte de la situation de l’axe terrestre est également nécessaire à plusieurs fins dans la pratique. Cela comprend la navigation par satellite, la détermination géoïde, la réduction des mesures de précision géodétique (voir déviation lâche) et également le voyage spatial. Si les scrutin actuels n’étaient pas pris en compte, les erreurs en position de plus de 10 mètres en résulteraient. Par exemple, un réseau de 100 km d’une mesure nationale subirait des différences de CM à DM, ou un missile Mars manquerait son objectif de plusieurs kilomètres.

↑ J.M. Vrai: La rotation de la Terre , Ann. Rev. Earth Planet. Sci., 16 , 231, 1988
↑ ^un^b H. Volland: Atmosphère et rotation de la Terre. Surv. Géophys., 17 , 101, 1996
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↑ ^un^b H. Jochmann: La rotation de la Terre comme processus cyclique et comme indicateur à l’intérieur de la Terre. Z. Geol. Wiss., douzième , 197, 1984
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↑ S. Hameed, R.G. Currie: Simulation de l’oscillation de Chandler de 14 mois dans un modèle climatique mondial. Geophys. Res. Lett., 16 , 247, 1989
↑ I. Kikuchi, I. Naito: Analyse de la température de la surface de la mer près de la période de Chandler. Actes de l’Observatoire international de latitude de Mizusawa, 21 K , 64, 1982

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