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ｗ＝     

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．     

金星重力场中非带谐项对金星自转演化的可能影响

本根据金星空间探测器对金星重力场的最新探测结果，讨论了由于金星重力场的非对称性引起的对金星自转演化中的影响。计算结果表明，金星自转速率具有周期性变化为：·/ω=1.751×10^-18sin2[(ι ωt)=7°.33]根据金星内部构成的模型力学性质，计算了上式引起的金星的永久变形，从而导致其对自转轴惯性矩的变化。根据[1]的结论，金星形成初期为快速顺向自转的天体，取其平均初始自转周期T0＝15小时，则可求得其自转速率的长期减慢为：·/ωg=-6.2155×10^-22弧度／秒^2。如果金星形成后其重力场的变化不大，那么由图1结果可知·/ωg对金星初期的自转速率变化曾起过一定的作用。     

金星自转演化的一种可能解释

本文从理论上估计了金星由于受太阳东西向潮汐力矩作用,而引起金星自转速率的长期变化;并根据金星探测器对金星大气的探测结果,表明它具有稳定的向西环流,从而可得其对金星自转的影响。本文的讨论,证明了金星形成初期是一快速顺向自转的天体,仅太阳的潮汐力矩不可能解释它的自转演化。如果取金星形成之后初始自转周期T_0=15小时,则大气逆向环流与太阳潮的合力矩作用引起金星自转速率变化为: ω(T)=[1647″+δ_i×19705′.′5sin(4.°58(T_0/T))]/世纪~2{δ_i=+1,金星顺转 δ_i=-1,金星逆转}可以估计经t_1=3.22×10~9年,其自转与目前的轨道周期同步。又经t_2=1.19×10~7年,达今天的逆转243天周期。     

地球自转变化中的太阳物理效应

对太阳活动和太阳风影响地球自转的研究现状作了评述。首先了地球自转变化的表示和测定方法，引起地球自转变化的各种扰动源以及自转长期变化中的潮汐效应和非潮汐效应。然后对地球自转变化中的太阳活动周期调制，太阳耀斑可能引起地球自转突然减速以及太阳风能否影响地球自转等问题的国内外研究现状和结果、分析作了谰论性阐述，最后作了简要总结。     

地震引起地球自转速率变化的分析

由地震引起地球内部质量重新分布将影响地球惯量矩的变化，从而引起地球自转速率的变化，即日长的变化。一般说，大地震产生大的附加位移场。它对地球自转特性有较强的影响。本文采用Ｈａｒｖａｒｄ目录中１９７７－１９９４年间的地震有关参数，和根据地震激发地球自转的变化理论及Ｄａｈｌｅｎ和Ｌａｍ－ｂｅｃｋ推出有关公式计算了地震引起地球轴向惯量矩的变化。结果表明：由单个地震引起的日长变化要比观测值小几个量级，它的累积效应表现出长期的变化即日长减小，就是地震活动加速地球自转。地震使地球自转能量随时间稳定地增加。并表明，虽地震活动影响日长，但它不是十年尺度变化的主要原因，它可能是地球自转非潮汐加速机制之一     

国内天文地球动力学中的潮汐研究

简要说明了天文地球动力学范畴内所研究的潮汐现象，包括由日月引潮力引起的固体潮、海洋潮、大气潮和由于地球自转轴的极移引起的极潮，以及这些潮汐对地球自转和地球自转的测量产生的效应。重点阐述中国天文学界在这一领域里的研究成果。这些研究涉及潮汐影响地球自转的机制，也就是各种潮汐效应与极移、自转速率变化和章动的关系，包括构建这类关系的理论模型，分析潮汐对它们的影响，利用中国古代丰富的天象记录计算地球自转的长期减慢，计算弹性或滞弹地球的洛夫数，依据某一地球模型计算潮汐效应或章动序列等等。研究也涉及在测量地球自转参数的不同技术中各种潮汐效应对测量结果产生的影响及其改正，并涉及与潮汐有关的观测方法的优化和数据处理过程的改进。最后介绍了中国学者所发现的脉冲星的周期和周期变率测量中的潮汐效应，尽管它们的量级甚微，但不容忽视。     

液核地球自转速率变化的带谐潮效应Ⅱ--数值计算与比较

地球自转速率的潮汐变化可由无量纲参数k/cm)(k和cm分别为壳幔的有效Love数和有效极转动惯量)来表征。对于一个具有弹性地幔、平衡海潮和核幔不耦合的地球k/cm=0.944,且与潮波频率无关。海潮的非平衡扰动使k/cm为复数,且与频率有关。大气对自转速率有效勒夫数的贡献约为Δkat=0.0075。同时地幔滞弹性对勒夫数也产生扰动。利用本文得到的理论公式和最新的潮汐数据计算了地球自转速率的潮汐变化,及其有关地球物理机制的影响。     

地球非球形引力位中田谐项摄动的有关问题

在人造卫星绕地球运动中,地球非球形引力摄动是最重要的讨论了容易被忽视的田谐项摄动,尽管它对低轨卫星的影响,只相当于J2项的二阶量,又是短周期效应,但它却包含了大10多倍的地球自转项,必须给以重视.还导出包含全部阶次田谐项的摄动解,并分离出地球自转项,对轨道半长径a还增加了(J2×Jlm)联合摄动的地球自转项,既为理论分析提供依据又可用于分析法定轨和预报.     

液核地球自转速率变化的带谐潮效应Ⅱ——数值计算与比较

地球自转速率的潮汐变化可由无量纲参数k／Cm)(k和Cm分别为壳幔的有效Love数和有效板转动惯量)来表征。对于一个具有弹性地幔、平衡海潮和核幔不耦合的地球k／Cm=0．944，且与潮波频率无关。海潮的非平衡扰动使k／Cm为复数，且与频率有关。大气对自转速率有效勒夫数的贡献约为△kat=0．0075。同时地幔滞弹性对勒夫数也产生扰动。利用本文得到的理论公式和最新的潮汐数据计算了地球自转速率的潮汐变化，及其有关地球物理机制的影响。     

武汉SLR站地心坐标的精密测定

目前全球激光测距网日臻完善，国内的激光测距网已初具规模，上海、武汉、长春等的SLR站已投入了正常观测。本文利用两批武汉站的1985年激光测LAGEOS卫星的资料，与同期的全球SLR同多的资料一起，主淫地，精密测定了武汉站的地心坐标，在归算中为了减弱地球自转参数的误差和力学模型的不确定性对测定测站坐标的影响，我们设计了多级复弧法，在不同弧段长度内联合解算地球自转参数、卫星轨道和武汉站的坐标，测得的武汉站地心坐标：高度h=38.87m±0.053m；经度λ=114°.3462470±1°.210^-6；纬度φ=30°. 5418007±1°.1×10^ -6。     

地震引起地球自转速率变化的分析

由地震引起地球内部质量重新分布将影响地球惯量量矩的变化，从而引起地球自转速率的变化，即日长的变化。一般说，大地震产生大的附加位移违抗和。它对地球自转特性有影响。本文采用Ｈａｒｖａｒｄ目录中１９７７－１９９４年产的地震有关参数，和根据地震激发地球自转的变化理论及Ｄａｈｌｅｒ和Ｌａｍｂｅｃｋ有关公式计算了地震引起地球辆向惯量矩的变化。结果表明：由单个地震引起的日长变化要比观测值小几个量级，它的累积效应     

地球质量可能在减小

从人造卫星运动的资料分析得知,地心引力常数GM以每年2×10~(-10)的数量在减少,目前还不清楚,这是引力常数G减小,还是地球质量M减小引起的,本文从地球自转的长期变化方面分析来看,很可能是地球质量减小引起的。     

地球自转速率变化中的非潮汐项

本文采用最新的卫星激光测距资料给出的地球二阶力学形状因子长期变化J2和月球平均运动的变化率nm，计算了地球自转变化中的非潮汐影响，并与有关作者的研究结果进行了比较。结果表明，近代空间观测技术能很有效地检测到地球自烨中的非潮汐因素的影响。本文还对地球最大主转动惯量C的长期变化作了估计。     

佘山40cm折射望远镜的天体测量检验

本对已经使用九十年，位于上海西郊佘山的40cm折射望远镜，利用近期拍摄的三张昴星团区域底片，在PDS上量测星象坐标，再利用天体测量标准星场：Eichhorn,H.et al的昴星团区域恒星精确位置，作为底片上星象位置的比较标准，采用作常数、三镒底片归算模型求得在底片中心周围40′×40′的象场范围内定位转换精度达0″.03，对于50′×50′和1°×1°范围，分别达0.″04和0.″05－0.″06。底片常数中相应于彗差项系数达10^－5－10^－6量级，畸变项系数达10^－8量级，这些结果表明：架望远镜的光学和装上光电导星装置的机械传动系统，仍能满足高精度的天体测量工作的要求。     

惯性耦合对黄赤交角长期变化率的影响(摘要)

过去二百多年的观测表明,黄赤交角在以47.″13±0.″03/世纪的速率在减少。但由摄动理论求得黄赤交角变化率为-46.″84/世纪。观测值与理论值之间有-0″.30的差异。青木信仰(Aokj 1967)认为,△ε可能是由于地幔与地核之间耗散性耦合效应所引起的。他采用了最简单的地球模型,设球形地核外面包有一个地幔球壳,他们之间仅存在粘性耦合。Aoki取△ε=-0.″32/世纪,求得粘滞性耦合系数λ=6.8×10~(27)焦耳·秒。这比其他人的估计值大一个数量级。由此求得地球自转速度减速率为6.7×10~(-7)/世纪,比观测到的地球自转减速率10~(-3)/世纪大得多。因此Aokj的理论还难以得到人们的承认。     

利用空间测地技术结果估计地球平均下地幔粘性(英)

基于IEC－4G冰期后地壳反弹模型,和地球上Laurentia,Fennoscandia,Antarctica,andGreenland四大冰盖最近21000年以来的冰融参数,计算了对地球最大主转动惯量的影响△I33,并进而由现代空间测地技术观测资料分析得到的地球自转非潮汐加速项为约束,估计了地球平均下地幔（670km以下）粘性vLM为（0．9～2．5）·1022Pas,这个结果表明了vLM应具有1022Pas量级．     

地球的弹性形变能

采用较完善的地球模型PREM，通过求解弹性体的基本运动方程，得到形变位移矢量，由此分别计算出因日月引潮力势和地球自转离心力势引起的地球的弹性形变能，它将为弹性地球运动的Hamilton表达式提供摄动项的量级估计，并将是理论上探讨地月系演化的一个重要方面。     

海洋潮汐模型在浅海区域的应用

海洋潮汐和大气、海洋、海冰之间存在复杂的相互作用,它对地球气候有复杂而深远的影响。海潮对流经大陆沿岸或大陆架的洋流有很强烈的作用。潮汐流产生混合湍动;潮汐耗散和内潮波效应对海洋环流的传输和循环也有一定的影响。1995年前后,使用TOPEX／POSEIDON测高卫星资料。建立了十多个海潮模型。研究表明,1994-1996年期间发展起来的正压波海潮模型在深海的精度为2—3cm,空间分辨率为50km量级,在浅海区域的精度显著下降。近年来运用更加成熟精细的流体动力学理论模型,在数据同化技术中使用时间跨度更长的测高资料,已经建立了一些改进的海潮模型。该文使用验潮站潮汐常数、测高资料以及交叉点资料,评估了6个海潮模型在浅海区域(包括中国海海域)的表现,以应用于今后对海平面的研究。初步分析表明,浅海区域的海平面高度的误差仍然相当显著。要发展海洋潮汐模型需要进一步减小潮汐混淆效应,提高长周期潮汐的精度,尤其在浅海区域。模型的改进必将增进对潮汐现象的认识,促进学科间进行相互融合和相互渗透的研究(例如潮汐摩擦引起的月球自转的长期缓慢减速、地球内部结构的物理学研究等)。     

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％．