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极移-地极移动( polar motion)

2016-12-30 6:40:03 来源: Gnsser 发布人: czsgeo

地球自转轴与地球表面相交的两个点(即北极和南极)合称为地极。地极是地表正北正南方向的标志,也是所有经线的会聚点。由于地球内部和外部的种种动力学因素,使得地球体对于自转轴产生相对运动,因而引起了地轴在地球内部的位置变化导致地极的移动,这种现象称为极移。

1891年,美国天文学家张德勒进一步指出,极移包括两个主要的周期成分:一个是近于14个月的周期;另一个是周年周期。前者称为张德勒周期,这种极移成分是非刚体地球的自由摆动。极移的周年成分主要是由大气作用引起的受迫摆动。二者合起来,极移的范围不超过±0.4″,即相当于24m×24m范围内按反时针方向循近似圆的螺旋形曲线作周期性运动,见图6.5所示。地极绕行一周约一年多些时间,近似6年内绕行5周。

极移使地面上各点的纬度、经度和方位角都发生变化。相对来说,纬度变化最容易通过天文观测精确地测定,历史上首先是根据纬度变化来研究极移的。极移的范围很小,所以可用通过极移轨线的中心与地球表面相切的平面来代替这一范围的球面,进而取一平面直角坐标系来表示地极的瞬时位置。相应的切点就是坐标的原点,国际上选用国际习用原点CIOConventional lnternational Origin)为统一的地极坐标原点。

地球自转在地球体内绕着质心摆动,相应某一瞬间的自转轴的地极,称为瞬时地极。1984年前采用的是IRP瞬时地极,1984年至2003年采用天球历书轴CEP2003年后采用天球中间极代替历书轴CEP。地面上由天文观测得到的结果都是以各观测瞬间的瞬时地极为基准的。地极原点的确定与选择大致有两种类型:一种是历元平极,它假定地极运动仅有三种周期分量组成。

另一种是固定平极,它对极移规律不做任何假定,而是通过选定测纬度的台站的一组初始纬度值来定义一个固定的参考点,即固定平极。瞬时极与固定平极之间通过一方程组建立联系,CIOJYD1968.0均属固定平极。通常至少取6年以上观测所得的瞬时地极的平位置作为地极坐标系的原点,这一坐标系称为地极坐标系。X轴和Y轴是这样定义的,通过CIO的格林尼治子午线圈方向作为X轴的正方向,沿格林尼治以西90º的子午线方向为Y轴的正方向,xpyp就称为地极坐标。JYD1968.0沿格林尼治以东90º的子午线方向为Y轴的正向。

地极移动不改变天极P在空间的取向,它只影响地面各点的天文坐标变化。


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