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1、Vol。,o。4第6卷第4期夭文学进展6Ne。ee一,19a8年10一12月PROGRESSINASTRONOMYot一D1988地球自转与大气、海洋活动郑大伟(中国科学院上海天文台)提要本文叙迷了地球自转、大气角动量和热带海洋、大气活动的研究进展。讨论了地球自转年际变化与no。EINi事件的关系一、引砂.省卜」,,它。,假若地球是一个均匀的球体而不受外力作用将绕轴作等速的自转运动然而地,。球所处的宇宙环境和它本身结构的不均匀性导致地球自转产生十分复杂的变化现有研,,例如究表明地球自转变化中一部分是理论上可预测的地球自
2、转轴相对于空间惯性参考系,、。的岁差和章动运动等它们与太阳月亮和行星对地球的引力有关另一部分是不可预测的,、,。变化这些变化主要与大气海洋的活动和地球内部的结构以及它们之间能量的交换有关、,、随着天文气象和海洋的现代观侧技术的发展使地球自转变化的研究与气象学海,。,、o洋学相联系并已取得一些研究成果近些年来在海洋大气领域里广泛开展的EINin,、,事件的研究热潮更进一步促进了地球自转变化与热带海气活动的联系已逐步成为当前。,地球自转研究领域的一个前沿课题为此本文将介绍和评述目前国际上地球自转的测定、、、,。和研究大气角
3、动量热带海气活动以及它们之间有关研究工作的进展、二地球自转速率变化。1日长变化天文观测和近代大地测量技术测量出地球相对于空间天体的准惯性参考系的指向变,。、化即地球轴指向和轴的旋转角变化地球指向变化包括岁差章动和表征自转极在地球表,。,,:面的小量运动即地极移动自转轴的旋转角描述着世界时UT采用UT的测量结果可。以推得地球自转速率变化,。地球自转轴向速率变化常用日长的变化表示并由下式简单描述刁LOD一刁。(1)864005旬.。工,朋年4月6日收到:、‘期郑大伟地球自转与大气海洋活动,。,.式中刁LOD为日长的变化量,
4、。是地球平均自转角速度通常取值为7292加Rad/匆刀。。由上,。为地球自转角速度的变化量式可知地球自转速率变化与日长变化成反向关系:,日长变化刁LOD可用世界时UT的测量求得但需要一个比地球本身还要稳定的钟,即:,作参考由世界时UT与稳定的原子时AT之差的时间微分求得可表示为:一一:一+(UTAT)(t)(UTAT)(t刀t)刁LOD(t)=--2)刁-一一(七一。刁:式中t为相邻两次UT测定值的时间间隔—。2地球自转的浦定::,从原理上说地球自转参数(UT和极移)的测量可分为两大类一类是几何学测量如天L)测量;,文
5、光学观测和甚长基线干涉(VBI另一类是动力学测量如激光月亮测距(LLR)和LR)。,人卫激光测距(s这些测量又分别依赖于不同的参考系统天文光学观测依赖于恒星,VLBI依赖于河,LLR和S星表组成的恒星参考系外射电源构成的射电源参考系LR分别。依赖于月球和人卫轨道运动构成的动力学参考系,。用天文光学仪器观测恒星来测定世界时UT已具有较长的历史1955年高稳定度原1962.,子钟的出现以及自年起采用了恒星位置较准确的FK星表使天文光学测量的精度。,,。有较大的提高目前每五天UT的测定精度约在士lms左右〔1,,记录激光发射
6、时激光测月是由地面观测站发射激光光束经月球上的反射器返回地面,,,。刻和地面站接收时刻可测得地面站到月球的距离并由此归算出世界时UT从19了。年TexcDon,:,起在美国as的Mald天文台开始常规的LLR观侧并提供UT的时间序列。.sms[幻。LR于1其典型的测定精度约为士类似的技术S976年开始提供地球自转参。数〔3〕:1978年在美国组网(POLARIS计划)开始定期用vLBI技术测定世界时UT和地极。,移动在国际地球自转联测(MERIT)的促进下1984年美国的POLARIs网发展为国际,,:射电干涉观测网(
7、IRIS)并开始提供每五天高精度的地球自转参数时间序列其UT的侧0.zm。定精度为士s〔4〕:,我国上海天文台从1959年开始用天文光学观测测定世界时UT其测定精度已达到国〔幻。R和VL,,际先进水平自七十年代中期开始研制SLBI技术先后获得成功并参加了测。、定地球自转参数的国际合作上海天文台已开始独立用VLBILLR和SLR观测资料归算一。地球自转参数〔681。a地球自转变化。,,地球自转运动是一种十分复杂的物理运动过程在空间尺度上它受宇宙空间地球表。,层和地球内部等多种物理因素的影响在时间尺度上地球自转速率包含着几
8、天到地质年。代时间跨度的变化,、,在地球外层作用于地球自转的主要是太阳月亮和行星等天体的运动它们对地球自,、,、,主要受大气转的影响呈现为周期性的变化如岁差章动和潮汐效应等在地球表层海洋活,,动以及地球表面冰雪溶化的作用它们对地球自转的影响有的为准周期性有的是非周期,。,、的如受大气激发的季节性变化和高频波动在地球内部地核地慢和地
