Вращение Земли и динамика атмосферы

• Автор: Жаров, Владимир Евгеньевич
• Шифр специальности: 01.03.01
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1997
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 170 с.

СОДЕРЖАНИЕ Введение
Глава 1. Влияние атмосферы на вращение Земли
1.1. Определение параметров вращения и параметров ориентации Земли
1.2. Метод момента сил и углового момента
1.3. Передаточная функция Земли с жидким ядром
1.4. Изменение передаточной функции Земли при учете вращения атмосферы
1.5. Вычисление возбуждающих атмосферных функций
1.6. Колебания атмосферной циркуляции и скорость вращения
Земли
Глава 2. Теория атмосферных приливов
2.1. Основные уравнения
2.2. Термическое возбуждение за счет поглощения солнечной радиации озоном и водяным паром
2.3. Гравитационное возбуждение
Глава 3. Результаты вычислений приливов в атмосфере и сравнение с наблюдениями
3.1. Модели вариаций ПВЗ, вызываемых океаническими приливами
3.2. Суточные атмосферные приливы и их влияние на вращение Земли
3.3. Нутация для неравновесной модели Земли
3.4. Вычисление суточных атмосферных приливов по классической теории
3.5. Учет топографии
3.6. Учет асимметрии нагрева
3.7. Изучения влияния атмосферных приливов на вращение Марса и Венеры

Глава 4. Влияние атмосферных процессов на землетрясения
4.1. Случайные вариации скорости вращения Земли
4.2. Связь вращения Земли с землетрясениями
4.2.1, Связь возбуждающей функции уз с землетрясениями
4.2.2. Связь возбуждающих функций уьуг с движением
полюса и землетрясениями
Заключение
Список литературы
Приложения
A. Вычисление вертикального распределения озона
B. Географическое распределение водяного пара
C. Коэффициенты разложения топографии по сферическим гармоникам

ВВЕДЕНИЕ
Будущие успехи в изучении н интерпретации неравномерностей вращения Земли будут неотделимы от прогресса в понимании структуры и динаушки всех частей Земли. Изучение вращения Земли является, поэтому, комплексной научной проблемой, на решение которой направлены усилия ученых многих специальностей. Вращение Земли—типичный пример явления, находящегося на стыке интересов астрономии, геофизики, метеорологии, океанологии и других наук [26].
Знание положения оси вращения Земли в пространстве и теле планеты необходимо для определения ориентации земной системы координат (ЗСК) относительно небесной системы координат (НСК). Это диктуется потребностями как фундаментальной науки (изучение строения Земли, движение Земли в пространстве), так и техники (космическая геодезия и навигация). В связи с ростом точности решаемых в этих областях задач требуется создание инерциальной системы координат с погрешностями не более 0.1 мс дуги и земной системы координат с погрешностями взаимных положений пунктов не более 2-3 мм. НСК и ЗСК должны связываться новой теорией нутации и прецессии неупругой Земли, согласующейся с наблюдениями в пределах ±1 мс дуги. Согласно резолюциям ХХШ Генеральной Ассамблеи Международного астрономического союза (MAC) новая теория должна быть разработана в течение 1997-1999 гг.
За последние пятнадцать лет точность определения параметров вращения Земли (ПВЗ) возросла примерно в тысячу раз. Такой прогресс обусловлен вводом в строй и непрерывным совершенствованием радиоинтерферометров со сверхдлинными базами (PCДБ), лазерной локации Луны и спутников, системы глобального определения местоположения (GPS), а также разработкой новых методов обработки результатов наблюдений. К настоящему времени накоплен огромный массив наблюдательных данных, в который входят параметры вращения Земли и угло-
При па,. 7 0. т.е. "наклоне” атмосферы, даже при отсутствии приливных деформаций тензор с и, следовательно, С будет содержать недиагопальные элементы. Используя формулы (1.14). (1.18). (1.17), получим:
По 1Н/ =1{Ат + С1з + А/псд + Аата1)+
12(Ат2 + с2з + А/га/, + Аата2)+
1з(С(1 + ш3) + с33 + С/т/з + Аатаз + Ааеатаз)

П х Н - Аш2 - с2з - А/т/, - А„та,)По+
12( Стп + Ашх — С1з + Afmfl + Аата1)По -+- 1з 0.
Уравнение (1.20) приобретет вид:
(1 (I
(— - геП0)т + —(— + гП0)(с3 + А/тгг/ + Аата) = -геП0<У (1.27) ас А ас
где тпа = та1 + гта2, с3 = С13 + гс2з-
Комплексные комбинации с3 и с3 элементов тензора инерции Земли и
ядра связаны согласно [106] с приливным потенциалом и параметрами
шит/:
с3 = А[к(т - ф) +£т/],
- Ф)+(Зтг}
Безразмерные коэффициенты к,/?,7,£ зависят от упругих свойств мантии и структуры жидкого ядра. Только посредством этих параметров внутренне строение Земли входит в уравнения вращения.
Если на поверхность Земли действует нагрузка, то она приводит к появлению дополнительного потенциала ф , который деформирует Землю и приводит к изменению тензора инерции, т.е. изменению комплексных величин с3 и с3. Согласно [107] потенциал ф1 равен

где г = П[]а5/ЗСА, а - радиус Земли, 67 - гравитационная постоянная. Используя (1.26), получим
Сьг = (с?з + Ааеапаф) + г(с23 + Ааеапа2) = с3 + Ааеапа. (1-29)

(1.28)