大气激发和观测极移之间的转换变化分析

本文采用１９８４－１９９２年期间日本气象厅（ＪＡＭ）推算出的大气激发函数序列（χ１，χ２），和美国喷气推进实验室（ＪＰＬ）提供的Ｓｐａｃ３极坐标序理经过反卷积而的测地激发函数（ψ１，ψ２）进行了比较。同时也比较了极移（ｘ，ｙ）和从大气激发序列归算出（经过卷积）激发极移（ｍ１，ｍ２）     

大气对地球自转参数（ERP）的高频激发

本文采用１９８３—１９９２年期间由空间大地测量技术观测和归算的地球自转参数（ＥＲＰ）序列，以及由全球气象资料归算的大气角动量（ＡＡＭ）序列，分析和研究了大气对地球自转参数的日长变化（ＬＯＤ）和极移（ｘ和ｙ）在一个月时间尺度以内的高频激发作用，得到的主要结果如下：１大气对ＬＯＤ分量高频潮汐的估计值存在着影响，但是，潮汐形变参数ｋ／ｃ随时间和频率的变化却是受非大气因素的扰动引起的．２．大气可以解释３０天以下ＬＯＤ非潮汐的大部分变化．３．极移分量３０天以内的高频变化也主要由大气激发．ｘ分量与大气的相关性要强于ｙ分量，而且更为稳定，主要表现为平均时间尺度约为２７天的波动，大气对这个波动的贡献可达７０％．     

大气激发和观测极移之间的转换变化分析

本文采用１９８４—１９９２年期间日本气象厅（ＪＡＭ）推算出的大气激发函数序列（χ１，χ２），和美国喷气推进实验室（ＪＰＬ）提供的Ｓｐａｃｅ９３极坐标序列经过反卷积而推出的测地激发函数（ψ１，ψ２）进行了比较。同时也比较了极移（ｘ，ｙ）和从大气激发序列归算出（经过卷积）激发极移（ｍ１，ｍ２）。     

地球自转极移近120天准周期变化的小波分析及其大气激发机制

本文利用小波变换这一新的频谱分析方法研究了地球自转极移近１２０天准周期变化的时频特征，证实了在极移序列中存在显著的近１２０天准周期振荡，得到了极移准周期变化的周期与振幅随时间变化的规律．以地球自转动力学为基础，在时域内分析了大气变化对自转极移季节内变化的激发．表明大气激发在本文所研究的频段内是极移短周期变化的主要激发源。并发现在极移近１２０天准周期振荡平静时期，发生ＥＬＮｉｎｏ事件，同时日长变化近１２０天准周期变化增强．     

大气和带谐潮汐对日长高频变化的影响

用国际地球自转服务提供的高精度日长序列△LOD(IERS(EOP99CO4)，和由美国国家环境预报中心(NCEP)对过去的气象资料进行重新分析和计算，提供的轴向大气角动量序列(AAM)来研究大气和带谐潮汐对地球自转变化(△LOD)中高频振荡激发的贡献。由Multitaper功率谱分析表明，△LOD序列在9．13d(天)、13．63d、13．66d、27．55d周期时呈现出比较强的谱峰，这些谱都在95％的显著性水平以上，有比较强的信噪比。从△LOD和AAM之差值序列谱分析结果及地球带谐响应系数k的估计，表明大气不是△LOD的高频变化的主要激发源。根据理论潮汐周期可知，有可能存在其它的激发源，如海洋对地球自转变化的激发。这还有待于进一步深入探讨。     

大气对地球自转变化的影响-方法和数据的深入分析

大气相对固体地球的运动产生大气相对角动量，它的变化可以激发地球自转多时间尺度的变化．计算大气相对角动量现在采用两种不同的垂直积分高度，一种为从地形表面积分到顶层大气，称之为SP方法；另一种为从1000hPa积分到顶层大气，称之为BP方法，对采用这两种方法所得到的大气相对角动量进行了详细的比较．应用欧洲中距气象预报中心（ECMWF）和美国国家环境预报中心（NCEP）大气再分析数据，重新研究了大气相对角动量变化的时空特征．通过对大气相对角动量季节平均，季节振幅和时空特征的分析，得出ECMWF和NCEP的大气相对角动量变化对地球自转周年极移的影响，在亚洲季风区域和南极洲区域差别最为明显．     

地球自转长期变化非潮汐机制之一

地球自转的长期减慢一般归为日月潮汐摩擦，根据古代日月食的记载及珊瑚类生物生长线的研究，可估算地球自转变慢为每世纪２．４ｍｓ左右的日长变化．但是，潮汐摩擦并不是减速的唯一机制，还要考虑其它非潮汐因素．本文试图考虑太阳风和磁层的相互作用，分析地球磁层中的磁力线在背阳面，由于地球自转引起磁力线压缩与稀疏，产生附加磁压力而引起的力矩对地球自转长期变化的影响．结果表明：这一非潮汐变化机制引起的角加速度约为ω＝－１．６１×１０－２２ｒａｄ／ｓ．     

地球自转变化非潮汐项的冰期后地壳反弹解释

本文采用地球上四个最大的冰帽参数，计算了冰帽的融化对地球转动惯量的影响．根据冰期后地壳反弹理论，由现代天体测量空间技术观测资料分析得到的地球自转变化非潮汐项，估计给出了基于１０６６Ｂ地球模型的下地幔粘性系数为１．３５×１０（２２）≥Ｖ（ＬＭ）≤１．９１×１０（２２）Ｐａｓ．结果表明，用冰期后的地壳反弹理论和上述的地球下地幔粘性系数基本可以解释现代空间技术观测得到的地球自转变化中的非潮汐项．     

大气和带谐潮汐对日长高频变化的影响

用国际地球自转服务提供的高精度日长序列ΔLOD(IERS(EOP99C04),和由美国国家环境预报中心(NCEP)对过去的气象资料进行重新分析和计算,提供的轴向大气角动量序列(AAM)来研究大气和带谐潮汐对地球自转变化(ΔLOD)中高频振荡激发的贡献。由Multitaper功率谱分析表明,ΔLOD序列在9.13d(天)、13.63d、13.66d、27.55d周期时呈现出比较强的谱峰,这些谱都在95%的显著性水平以上,有比较强的信噪比。从ΔLOD和AAM之差值序列谱分析结果及地球带谐响应系数k的估计,表明大气不是ΔLOD的高频变化的主要激发源。根据理论潮汐周期可知,有可能存在其它的激发源,如海洋对地球自转变化的激发。这还有待于进一步深入探讨。     

日长年际变化的主要激发源

将年际时间尺度上的△ＬＯＤ序列（１９５８．０－１９９８．０）与大气角动量变化（纬向风）风的激发和ＳＯＩ等作比较,表明大气动力学过程是年际时间尺度△ＬＯＤ变化的重要激发源,在实测△ＬＯＤ、纬向风激发和ＳＯＩ中存在的一些相近的频率分量,但是,在实测△ＬＯＤ中有若干很强的信号（如平均周期约６．３年,平均振幅约０．１３ｍｓ的主要分量,以及平均周期约９．０年,平均振幅约０．０７ｍｓ的分量）在纬向风激发和ＳＯ     

大气角动量变化以及对地球自转季节变化的激发

利用日本气象局AMIPⅡ大气数值模式的输出结果，基于BP方法和SP方法计算了1979年至1996年大气角动量变化以及对地球自转季节变化激发的差异。利用最小二乘谐波拟合方法和气候平均图方法，分析了大气角动量的季节变化，并与同时期采用NCEP再分析资料和JMA客观分析资料计算的大气角动量进行比较。     

大气对地球自转季节性变化的贡献

采用１９７９－１９９５年期间新的大气角动量资料,研究了大气在季节性时间尺度上对日长变化和极移的贡献。结果表明,考虑了风和大气压的贡献后,大气在周年和半年时间尺度上对日长变化的贡献分别可达９５％和８８％。同时还给出了大气对极移激发的定量结果,其中,大气的周年尺度上对极移Ｘ分同的贡献为１６％,对Ｙ分量的贡献为４３％;在半年尺度上海洋的贡献,才能进上步解决地球自转激发的问题。     

大气对极移的非季节性激发贡献

本文对由高精度的极移资（Ｓｐａｃｅ９３序列）所推导出的测地激发函数和由日本气象局（ＪＭＡ）提供的大气激发函数中的非季节性波动进行了研究，在两个序列中都显示出较强的４０－６０天的波动．在非季节性的时间尺度上，测地激发函数相关于大气压力变化，与与的相关系数分别为０．４４和０．５８，这表明了大气角动量对极移中ｙ轴方向的非季节性变化的影响稍大于ｘ轴方向．而且，大气和测地激发函数尤其在Ｘ２方面具有较相似的时间变化谱．这些事实说明：极移的非季节振荡至少部分地由气压变化所引起，它在１４０天以下周期的极移激发中起了一定的作用．     

Temporal Variations in the Second-Degree Stokes Tesseral Geopotential Coefficients from Topex/Poseidon Altimetry

The TOPEX/POSEIDON (T/P) altimetry data set covering the periodof January 1, 1993 to January 3, 2001 was used to derive monthlyseries of the second-degree tesseral geopotential coefficients.To account for the sea water temperature variations, rathersimple models have been devised and discussed, describinglocalized as well as areal variations of sea water temperatureand heights. The second-degree tesseral coefficients have alsobeen shown to be proportional to the pressureportions of the oceanic equatorial effective excitation functions,used in Ocean Angular Momentum (OAM) data. OAM datatogether with Atmospheric Angular Momentum (AAM) data canbe used to study observed polar motion (PM) series.The excess PM rates, derived from the T/P effective excitationfunctions, were compared to the corresponding observed PM rates,derived from the International Earth Rotation Service (IERS)Bulletin A and corrected with AAM also obtainedfrom IERS. The noise of the T/P derived PM rate series was foundto be significantly larger than the corresponding Bulletin A/AAMPM rate residuals as well as the PM rates derived from anindependent OAM series that was also available for the1993–2000 period.     

Excitation of Annual Polar Wobble by Global Oceans

A reasonable and quantitative result on the variation of polar wobble excited by the oceans is not available at present. Numerous researches have shown that atmospheric motion is the greatest excitation source for the seasonal variations in the polar wobble and that oceanic motion is one of the main remaining excitation sources. The excitation of variation in the annual polar wobble caused by oceans from 1992 to 2004 both globally and in latitude dependence, have been studied in depth by means of the new generation of SODA oceanic data assimilation (SODA-1.4.2 and SODA-1.4.3) and the ECCO oceanic data assimilation. The result shows that the variation in the seasonal polar wobble excited by the SODA oceans is very close to that of the residual after the action of the atmosphere and land water is deducted from the geodesic excitation function for a large part of the investigated time interval, and that there is overall agreement between the two as regards the annual amplitude and phase. In addition, in comparison with the result of early SODA-Bata 7, the new generation of SODA oceanic excitation has achieved obvious improvements. The latitude distributions of the excitations of the annual polar wobble by the SODA and ECCO oceans are consistent in the Greenwich direction, while having obvious differences in the direction of 90° E.     

50-day Oscillation of Length-of-day Change

Variations of Earth’s rotation rate (length-of-day, LOD) occur over a wide range of time scales from a few hours to the geological age. Studies showed that the 50-day fluctuation exists in LOD change. In the present paper, the authors use wavelet technique to study the 50-day oscillation in LOD series. Temporal variations of the oscillation are presented in this work. After analyzing the axial component of atmospheric angular momentum (AAM) and oceanic angular momentum (OAM), the 50-day periodic signal is also found in atmospheric and oceanic motion with remarkable time-variation. Meanwhile, the 50-day oscillation of the axial AAM is in good consistence with that of LOD change. This suggests that the 50-day oscillation of LOD change is mainly excited by the axial AAM. Possible origin of the oscillation for Earth system is discussed in the end of this paper.     

地极移动的非线性动力机制

用非线性动力学原理和非线性振动方法,结合Chandler摆动的时间序列反演,证实了Chandler摆动的衰减能量是由周年激发的非线性共振所补充的．由高布锡归算的ILS参数,按共振激发模型反演出的Chandler摆动衰减指数和频率品质因数等结果,符合已有的大量基本结论,反演出的非齐次项的强迫频率基本都在周年频率的周围．非线性共振模型还表明,Chandler频率的不稳定性是由于存在频率转换和漂移,摆动振幅的不稳定性是由于存在共振跳跃,非线性的存在还将引出组合共振频率．同时用推广的最小公倍数证实和频差频的存在,提供了非整数的最小公倍数算法,为数论的非线性推广和在天文中的应用提供了工具．     

Excitation of polar motion by earthquake displacement field

We discuss the excitation of polar motion by earthquake displacement field. Instead of the usual static equilibrium equations in the literature, we use an improved set as given in /1/, which guarantee continuity at the core-mantle boundary. We take the parameter values of three earthquakes from /2/.To obviate the singularity at r = 0, we use asymptotic solutions by power series within a small sphere around the centre. Outisde this sphere, the equations are numerically integrated by the Runge-Kutta algorithm. Our equations /1/ gave polar shifts some 3 times larger than Dahlen's equations /2/.