Тәулік бойындағы ауытқулар - Day length fluctuations

Байланысты ұзақ мерзімді вариацияларды қараңыз ΔT (уақытты сақтау). Эклиптика мен Жердің Күнді айналу орбитасының эксцентриситетіне байланысты күн жылының ұзақтығы үнемі өзгеріп отыратындығын қараңыз. Уақыт теңдеуі.

The тәуліктің ұзақтығы, бұл ұзақ мерзімді кезеңге ұлғайды Жердің тарихы байланысты тыныс алу әсері, сондай-ақ қысқа уақыт ауқымындағы ауытқуларға ұшырайды. Уақытты дәл өлшеу атом сағаттары және жерсерік лазерлік ауқым күн ұзақтығы (LOD) бірнеше түрлі өзгеріске ұшырайтынын анықтады. Бұл нәзік вариациялардың бірнеше аптадан бірнеше жылға дейінгі кезеңдері бар. Олар динамикалық арасындағы өзара әрекеттесуге жатады атмосфера және Жердің өзі. The Халықаралық Жерді айналдыру және анықтамалық жүйелер қызметі өзгерістерді бақылайды.

Кіріспе

Сыртқы айналу моменттері болмаған жағдайда, барлығы бұрыштық импульс тұтас жүйе ретінде Жер тұрақты болуы керек. Ішкі моменттер салыстырмалы қозғалыстар мен Жердің ядросының, мантияның, жер қыртысының, мұхиттардың, атмосфераның және криосфера. Барлығын сақтау үшін бұрыштық импульс тұрақты, бір аймақтың бұрыштық импульсінің өзгеруі міндетті түрде басқа аймақтардағы импульстің өзгеруімен теңестірілуі керек.

Жер қыртысының қозғалыстары (мысалы континенттік дрейф ) немесе полярлық қақпақтың балқуы баяу зайырлы оқиғалар болып табылады. Мантия мен мантия арасындағы түйісу уақыты он жылға сәйкес келеді және «онжылдық тербеліс» деп аталады. Жердің айналуы жылдамдық мантияға ауысқан ядро ​​ішіндегі ауытқулардан пайда болады деп ойлайды.[1] Тәулік ұзақтығы (LOD) уақыт шкаласы бойынша тіпті бірнеше жылдан бірнеше аптаға дейін өзгереді (сурет), ал LOD-да байқалған ауытқулар - сыртқы моменттердің әсерін жойғаннан кейін - ішкі моменттердің әсерінің тікелей салдары болып табылады . Бұл қысқа мерзімді ауытқулар қатты Жер мен атмосфераның өзара әрекеттесуінен туындаған шығар.

Бақылаулар

Күн ұзақтығының SI-ге негізделген тәуліктен ауытқуы

Атмосфераның осьтік компонентінің кез-келген өзгерісі бұрыштық импульс (AAM) Жер қыртысының және мантияның бұрыштық импульсінің сәйкесінше өзгеруімен бірге жүруі керек (бұрыштық импульстің сақталу заңына байланысты). Себебі инерция моменті Жүйенің мантия-қабығына атмосфералық қысым жүктемесі аз ғана әсер етеді, бұл негізінен өзгеруді талап етеді бұрыштық жылдамдық қатты жердің; яғни, Лодтың өзгеруі. Қазіргі уақытта LOD бірнеше сағат ішінде интеграция уақытында жоғары дәлдікпен өлшенеді,[2] және жалпы айналым модельдері атмосфераның моделдегі AAM өзгеруін жоғары дәлдікпен анықтауға мүмкіндік береді.[3] AAM мен LOD-ді салыстыру олардың өзара байланысты екендігін көрсетеді. Атап айтқанда, амплитудасы 0,34 миллисекунд болатын LOD жылдық кезеңі 3 ақпанда максимумға дейін, ал амплитудасы 0,29 миллисекунд болатын жартыжылдық кезең 8 мамырда максимумға жетеді,[4] 0,1 миллисекунд ретіндегі 10 күндік ауытқулар. Маусымаралық ауытқулар Эль-Ниньо оқиғалар мен квазиенналды тербелістер де байқалды.[5] Қазір LOD-дағы уақыт шкаласындағы көптеген өзгерістердің бірнеше аптадан бірнеше жылға дейін AAM өзгерістері қозғалатындығы туралы жалпы келісім бар.[6]

Бұрыштық импульс алмасуы

Атмосфера мен жердің газсыз бөліктері арасындағы бұрыштық импульс алмасудың бір құралы - булану және жауын-шашын. Судың көп мөлшері мұхиттар мен атмосфера арасында үздіксіз ағып тұрады. Судың (будың) массасы жоғарылаған сайын оның айналуы бұрыштық импульстің сақталуына байланысты баяулауы керек. Егер жаңбыр жауып тұрса, оның айналу жылдамдығы бұрыштық импульсті сақтау үшін өседі. Мұхиттардан атмосфераға су массасының кез-келген таза жаһандық ауысуы немесе керісінше қатты / сұйық Жердің айналу жылдамдығының өзгеруін білдіреді, ол LOD-де көрінеді.[дәйексөз қажет ]

Бақылау деректері көрсеткендей, AAM өзгеруі мен LOD-дің сәйкесінше 10 тәуліктен асатын уақыт аралығында өзгеруі арасында айтарлықтай уақыт кідірісі жоқ. Бұл жер бетіне байланысты атмосфера мен қатты жердің қатты байланысын білдіреді үйкеліс уақыт константасы шамамен 7 күн, айналу уақыты Экман қабаты. Бұл айналу уақыты - атмосфераның осьтік бұрыштық импульсінің Жер бетіне және керісінше өтуіне тән уақыт.

Жер мен атмосфера арасындағы осьтік бұрыштық импульс беру үшін тиімді жердегі желдің зоналық компоненті атмосфераның қатты айналуын сипаттайтын компонент болып табылады.[7] Бұл компоненттің аймақтық желінің амплитудасы бар сен жерге қатысты экваторда, мұндағы сен > 0 суперротацияны және сен <0 қатты Жерге қатысты ретроградтық айналуды білдіреді. Желдің барлық басқа терминдері AAM-ді ендік бойынша қайта бөледі, бұл әсер бүкіл жер шарында орташаланған кезде жойылады.

Беттік үйкеліс атмосфераға ретроградтық айналу кезінде жерден импульс моментін «көтеруге» немесе оны Жерге жіберуге мүмкіндік береді. суперротация. Ұзақ уақыт шкаласы бойынша орташа алғанда, AAM қатты Жермен алмасуы болмайды. Жер мен атмосфера екіге бөлінген. Бұл қатты айналуға жауап беретін жер деңгейіндегі желдің аймақтық компоненті орта есеппен нөлге тең болуы керек дегенді білдіреді. Шынында да, жердегі климаттық орташа зоналық желдің меридианалық құрылымы ± 30-дан тыс орта ендіктерде батыс желдерді (батыстан) көрсетеді.o ендік және шығыс желдері (шығыстан) төменгі ендіктерде - сауда желдері - сонымен қатар полюстердің жанында (басым желдер ).[8]Атмосфера Жерден төмен және жоғары ендіктерде бұрыштық импульс алады және орта ендіктерде Жерге бірдей мөлшерді береді.

Қатты айналатын аймақтық жел компонентінің кез-келген қысқа мерзімді ауытқуы LOD сәйкесінше өзгеруімен жүреді. Осы әсер шамасының ретін бағалау үшін жалпы атмосфераны жылдамдықпен қатты айналады деп санауға болады сен (м / с-те) беткі үйкеліссіз. Сонда бұл мән тәулік ұзақтығының сәйкес өзгеруіне байланысты Δτ (миллисекундпен) ретінде[дәйексөз қажет ]

Күнінің ұзақтығының өзгеруінің жылдық құрамдас бөлігі Δτ ≈ 0.34 ms, содан кейін суперротацияға сәйкес келеді сен ≈ 0.9 м / с, және жартыжылдық компонент Δτ ≈ 0.29 ms сен ≈ 0.8 Ханым.

Әдебиеттер тізімі

  1. ^ Жасыру, Р. (1989). «Жердің айналуындағы тербелістер және негізгі-мантия интерфейсінің топографиясы». Корольдік қоғамның философиялық операциялары А: математикалық, физикалық және инженерлік ғылымдар. 328 (1599): 351–363. Бибкод:1989RSPTA.328..351H. дои:10.1098 / rsta.1989.0040.
  2. ^ Робертсон, Дуглас (1991). «Интерферометрияның өте ұзақ базалық геофизикалық қосымшалары». Қазіргі физика туралы пікірлер. 63 (4): 899–918. Бибкод:1991RvMP ... 63..899R. дои:10.1103 / RevModPhys.63.899.
  3. ^ Эубанкс, Т.М .; Дала, Дж. А .; Дики, Дж. О .; Каллахан, P. S. (1985). «Жердің бұрыштық импульс бюджетін спектрлік талдау». Геофизикалық зерттеулер журналы. 90 (B7): 5385. Бибкод:1985JGR .... 90.5385E. дои:10.1029 / JB090iB07p05385.
  4. ^ Розен, Ричард Д. (1993). «Жер мен оның сұйық қабығының осьтік импульс тепе-теңдігі». Геофизика бойынша зерттеулер. 14 (1): 1–29. Бибкод:1993SGeo ... 14 .... 1R. дои:10.1007 / BF01044076.
  5. ^ Картер, АҚШ; Робинсон Д.С. (1986). «Жерді өте ұзақ базалық интерферометрия арқылы зерттеу». Ғылыми американдық. 255 (5): 46–54. Бибкод:1986SciAm.255e..46C. дои:10.1038 / Scientificamerican1186-46.
  6. ^ Жасыру, Р .; Дикки, Дж. О (1991). «Жердің айнымалы айналуы». Ғылым. 253 (5020): 629–637. Бибкод:1991Sci ... 253..629H. дои:10.1126 / ғылым.253.5020.629. PMID  17772366.
  7. ^ Volland, H. (1996). «Атмосфера және Жердің айналуы». Геофизика бойынша зерттеулер. 17 (1): 101–144. Бибкод:1996SGeo ... 17..101V. дои:10.1007 / BF01904476.
  8. ^ Мургатройд, Р.Ж., стратосфераның құрылымы мен динамикасы, Кобиде Г.А. (ред): Атмосфераның ғаламдық айналымы, Рой. Кездесті. Soc., Лондон, б. 159, 1969 ж

Сондай-ақ қараңыз

Әрі қарай оқу