Kun davomidagi tebranishlar - Day length fluctuations

Bilan bog'liq uzoq muddatli farqlar uchun qarang ΔT (vaqtni saqlash). Ekliptikaning moyilligi va Yer atrofida Quyosh atrofida aylanishi tufayli yil davomida bir kun davomida quyoshning muntazam o'zgarishi uchun qarang. Vaqt tenglamasi.

The kunning uzunligi, bu uzoq muddatli davrda oshdi Yer tarixi sababli gelgit ta'siri, shuningdek, qisqa vaqt oralig'idagi tebranishlarga duch keladi. Vaqtni aniq o'lchovlari atom soatlari va sun'iy yo'ldosh lazer oralig'i kun davomiyligi (LOD) turli xil o'zgarishlarga duch kelishini aniqladilar. Ushbu nozik o'zgarishlarda bir necha haftadan bir necha yilgacha bo'lgan davrlar mavjud. Ular dinamikaning o'zaro ta'siriga bog'liq atmosfera va Yerning o'zi. The Xalqaro Yer aylanishi va mos yozuvlar tizimlari xizmati o'zgarishlarni kuzatib boradi.

Kirish

Tashqi momentlar bo'lmagan taqdirda, jami burchak momentum butun Yer sifatida Yer doimiy bo'lishi kerak. Ichki momentlar nisbiy harakatlar va Yer yadrosi, mantiya, qobiq, okeanlar, atmosfera va krosfera. Jami ushlab turish uchun burchak momentum doimiy, bir mintaqadagi burchak momentumining o'zgarishi boshqa mintaqalardagi burchak momentum o'zgarishi bilan mutanosib bo'lishi kerak.

Yer qobig'ining harakatlari (masalan kontinental drift ) yoki qutb qopqog'ining erishi sekin dunyoviy hodisalardir. Yadro va mantiya o'rtasidagi xarakterli birikish vaqti o'n yilga to'g'ri keladi va "o'n yillik tebranishlar" deb ataladi Yerning aylanishi mantiya holatiga o'tgan yadro ichidagi dalgalanmalardan kelib chiqadi deb o'ylashadi.[1] Kun davomiyligi (LOD) hatto vaqt o'lchovlari uchun ham bir necha yildan haftalarga qadar o'zgarib turadi (rasm) va LODdagi kuzatilgan tebranishlar - tashqi momentlarning ta'sirini yo'q qilgandan so'ng - ichki momentlarning ta'sirining bevosita natijasidir. . Ushbu qisqa muddatli tebranishlar, ehtimol, qattiq Yer va atmosferaning o'zaro ta'siri natijasida hosil bo'ladi.

Kuzatishlar

Kun davomiyligining SI asosidagi kundan chetga chiqishi

Atmosferaning eksenel komponentining har qanday o'zgarishi burchak momentum (AAM) ga Yer pusti va mantiyasining burchak impulsining tegishli o'zgarishi (burchak momentumining saqlanish qonuni tufayli) hamroh bo'lishi kerak. Chunki harakatsizlik momenti Tizimning mantiya qobig'iga atmosfera bosimining yuklanishi ozgina ta'sir qiladi, bu asosan o'zgarishni talab qiladi burchak tezligi qattiq Yerning; ya'ni, LOD o'zgarishi. Hozirgi vaqtda LODni bir necha soatlik integratsiya vaqtlarida yuqori aniqlikda o'lchash mumkin,[2] va umumiy aylanish modellari atmosferadagi modeldagi AAM o'zgarishini yuqori aniqlikda aniqlashga imkon beradi.[3] AAM va LOD o'rtasidagi taqqoslash ularning juda bog'liqligini ko'rsatadi. Xususan, amplitudasi 0,34 millisekundaga teng bo'lgan LODning yillik davri, maksimal ravishda 3 fevralga, amplitudasi 0,29 millisekund bo'lgan yarim yillik davr esa 8 mayga qadar tan olinadi.[4] shuningdek, 0,1 millisekundlik tartibning 10 kunlik tebranishlari. Mavsumlararo tebranishlar aks etadi El-Nino hodisalar va kvazi-ikki yillik tebranishlar ham kuzatilgan.[5] Bir necha haftadan bir necha yilgacha bo'lgan vaqt miqyosidagi LODdagi o'zgarishlarning aksariyati AAMdagi o'zgarishlar bilan hayajonlanayotgani haqida umumiy kelishuv mavjud.[6]

Burchak momentumining almashinuvi

Atmosfera va erning gazsiz qismlari o'rtasida burchak momentumini almashtirish vositalaridan biri bu bug'lanish va yog'ingarchilikdir. Katta miqdordagi suv okeanlar va atmosfera o'rtasida doimiy oqim bo'lib turadi. Suv massasi (bug ') ko'tarilganda burchak momentumining saqlanishi tufayli uning aylanishi sekinlashishi kerak. Agar yomg'ir yog'adigan bo'lsa, uning aylanish tezligi burchak momentumini saqlab qolish uchun ko'payadi. Okeanlardan atmosferaga yoki buning teskarisiga suv massasining global miqyosda uzatilishi qattiq / suyuq Yerning aylanish tezligining o'zgarishini nazarda tutadi, bu esa LODda aks etadi.[iqtibos kerak ]

Kuzatuv dalillari shuni ko'rsatadiki, AAM o'zgarishi va LODning tegishli o'zgarishi o'rtasida taxminan 10 kundan ko'proq vaqt davomida hech qanday kechikish mavjud emas. Bu atmosfera va qattiq Yer o'rtasida sirt tufayli kuchli bog'lanishni nazarda tutadi ishqalanish taxminan 7 kunlik doimiy vaqt bilan, pastga aylanadigan vaqt Ekman qatlami. Ushbu pastga tushish vaqti atmosfera eksenel burchak impulsini Yer yuziga o'tkazish uchun xarakterli vaqt va aksincha.

Yer va atmosfera o'rtasida eksenel burchak momentumini o'tkazish uchun eng samarali bo'lgan erdagi zonali shamol komponenti atmosferaning qattiq aylanishini tavsiflovchi qismdir.[7] Ushbu komponentning zonali shamoli amplituda siz erga nisbatan ekvatorda, qaerda siz > 0 superrotatsiyani va siz <0 qattiq Yerga nisbatan retrograd aylanishni bildiradi. Shamolning boshqa barcha shartlari shunchaki AAMni kenglik bilan taqsimlaydi, bu ta'sir dunyo bo'ylab o'rtacha hisoblaganda bekor qilinadi.

Yuzaki ishqalanish atmosferaga retrograd burilish paytida Erdan burchak momentumini "ko'tarish" yoki uni Yerga qo'yib yuborish imkonini beradi. superrotatsiya. Ko'proq vaqt oralig'ida o'rtacha AAMning qattiq Yer bilan almashinuvi sodir bo'lmaydi. Yer va atmosfera ajralib chiqqan. Bu shuni anglatadiki, qattiq aylanish uchun mas'ul bo'lgan zamin darajasidagi zonali shamol komponenti o'rtacha nolga teng bo'lishi kerak. Darhaqiqat, erdagi iqlimiy o'rtacha zonal shamolning kuzatilgan meridional tuzilishi g'arbiy shamollarni (g'arbdan) o'rtacha kengliklarda taxminan ± 30 dan ortig'ini ko'rsatadi.o kenglik va sharqiy shamollar (sharqdan) past kengliklarda - savdo shamollari - shuningdek, ustunlar yonida (hukmron shamollar ).[8]Atmosfera Yerdan past va yuqori kengliklarda burchak impulsini oladi va o'rta kengliklarda Yerga bir xil miqdorni uzatadi.

Shiddatli aylanadigan zonali shamol komponentining har qanday qisqa muddatli tebranishi keyinchalik LODning tegishli o'zgarishi bilan birga keladi. Ushbu ta'sir kattaligi tartibini taxmin qilish uchun butun atmosferani tezlik bilan qattiq aylanishini hisobga olish mumkin. siz (m / s bilan) sirt ishqalanishisiz. Keyin bu qiymat kun uzunligining mos keladigan o'zgarishi bilan bog'liq Δτ (millisekundlarda) kabi[iqtibos kerak ]

Kunining uzunligini o'zgartirishning yillik tarkibiy qismi Δτ ≈ 0.34 ms keyin superrotatsiyaga to'g'ri keladi siz ≈ 0.9 m / s va yarim yillik komponent Δτ ≈ 0.29 ms dan siz ≈ 0.8 Xonim.

Adabiyotlar

  1. ^ Yashirish, R. (1989). "Yerning aylanishidagi tebranishlar va yadro-mantiya interfeysi topografiyasi". Qirollik jamiyatining falsafiy operatsiyalari A: matematik, fizika va muhandislik fanlari. 328 (1599): 351–363. Bibcode:1989RSPTA.328..351H. doi:10.1098 / rsta.1989.0040.
  2. ^ Robertson, Duglas (1991). "Uzoq muddatli interferometriyaning geofizik qo'llanilishi". Zamonaviy fizika sharhlari. 63 (4): 899–918. Bibcode:1991RvMP ... 63..899R. doi:10.1103 / RevModPhys.63.899.
  3. ^ Eubanks, T. M.; Dasht, J. A .; Dikki, J. O .; Callahan, P. S. (1985). "Yerning burchak momentum byudjetining spektral tahlili". Geofizik tadqiqotlar jurnali. 90 (B7): 5385. Bibcode:1985JGR .... 90.5385E. doi:10.1029 / JB090iB07p05385.
  4. ^ Rozen, Richard D. (1993). "Yer va uning suyuqlik konvertining eksenel momentum muvozanati". Geofizika bo'yicha tadqiqotlar. 14 (1): 1–29. Bibcode:1993SGeo ... 14 .... 1R. doi:10.1007 / BF01044076.
  5. ^ Karter, Vy .; D.S. Robinson (1986). "Erni juda uzoq muddatli interferometriya yordamida o'rganish". Ilmiy Amerika. 255 (5): 46–54. Bibcode:1986SciAm.255e..46C. doi:10.1038 / Scientificamerican1186-46.
  6. ^ Yashirish, R .; Dikki, J. O. (1991). "Yerning o'zgaruvchan aylanishi". Ilm-fan. 253 (5020): 629–637. Bibcode:1991Sci ... 253..629H. doi:10.1126 / science.253.5020.629. PMID  17772366.
  7. ^ Volland, H. (1996). "Atmosfera va Yerning aylanishi". Geofizika bo'yicha tadqiqotlar. 17 (1): 101–144. Bibcode:1996SGeo ... 17..101V. doi:10.1007 / BF01904476.
  8. ^ Murgatroyd, R.J., Stratosferaning tuzilishi va dinamikasi, Kobida G.A. (ed): Atmosferaning global aylanishi, Roy. Uchrashdi Soc., London, p. 159, 1969 yil

Shuningdek qarang

Qo'shimcha o'qish