Избранное
ЭБ Нефть
и Газ
Главная
Оглавление
Поиск +
Еще книги ...
Энциклопедия
Помощь
Для просмотра
необходимо:


Книга: Главная » Введенский Б.А. Большая советская энциклопедия Том 13
 
djvu / html
 

450
ДВИЖЕНИЕ ПОЛЮСОВ ЗЕМЛИ
ля по форме близка к сжатому сфероиду, то одна из её главных осей инерции (см. Оси инерции) почти совпадает с осью симметрии фигуры. Эта ось называется полярной, а точки, в к-рых она пересекает поверхность Земли,— полюсами инерции. Момент С относительно полярной оси — наибольший из трёх главных моментов инерции Земли. При отсутствии внешних возмущающих сил и равенстве экваториальных моментов А и В угол между мгновенной осью вращения и осью инерции сохраняет постоянную величину. Таким образом, при своём движении в теле Земли мгновенная ось вращения будет описывать около полярной оси круговой конус. Это движение называется свободной нутацией, а его период, равный -г^д = 305 суткам,—периодом Эйлера. Свободной нутации соответствует равномерное движение мгновенных полюсов по окружно-етям с центрами в полюсах инерции.
Д. п. 3. смещает сетку меридианов и параллелей, вследствие чего меняются широта и долгота любой точки земной поверхности, а также азимуты земных предметов. Существование изменений широты было обнаружено еще в середине 19 в. на Пулковской обсерватории по наблюдениям на вертикальном круге. Это и послужило первым указанием на то, что Д. п. 3., предсказанное теорией, происходит в действительности. Подтверждением такого вывода явились результаты наблюдений, проведённых в 1888 в Берлине и затем в 1891—92 в Берлине и Гонолулу. Было обнаружено, что при увеличении широты одной из этих обсерваторий широта другой уменьшается, это свидетельствует о том, что изменения широт вызываются именно Д. п. 3. Действительно, поскольку разность долгот Берлина и Гонолулу близка к 180°, полюс, приближаясь при своём движении к одному из этих пунктов, на столько же удаляется от другого. Этот факт привлёк внимание астрономов и вызвал интерес к исследованию колебаний широт обсерваторий по материалам различных наблюдений предшествующих лет, с помощью к-рых в 1892 амер. астроном С. Чендлер установил, что колебания широт действительно вызываются гл. обр. Д. п. 3. по сложной спиралевидной кривой, причём главный период этого движения составляет не 305 суток, а близок к 14 месяцам (период Чендлера). Большой интерес представляет геометрич. интерпретация теории Д. п. 3., предложенная русским учёным Н. Е. Жуковским.
Для более точного и систематич. исследования Д. п. 3. в конце 19 в. по международному соглашению были организованы в разных странах 6 астроно-мич. станций, расположенных вокруг всего земного шара на параллели 39° 8' с. ш. и снабжённых однотипными инструментами (см. Служба широт). Одна из этих станций первоначально находилась в Чард-жуе (ныне Чарджоу, Туркменская ССР), а впоследствии была перенесена в Китаб (Узбекская ССР). Эти станции начали производить регулярные определения широты из астрономических наблюдений с осени 1899.
В СССР для получения данных о Д. п. 3. ведутся специальные наблюдения в Пулкове, Полтаве, Казани, Китабе и Горьком. При обработке результатов указанных наблюдений русский астроном С. К. Костинский предложил исходить из единственного допущения, что средние значения широт для всех мест земной поверхности определяют одну и ту же точку —: с р е д н и и полюс, и определять движение мгновенного полюса относительно этой точки.
Так как мгновенный полюс но удаляется от среднего более чем на 0",3, астрономы при построении полодии пользуются системой координат на плоскости.
За начало этой системы принимают средний полюс (рис. 2); ось X проводят в направлении меридиана Гринвича, ось Y — под углом 90° к западу и положение мгновенного полюса определяют его прямоугольными координатами х и у, к-рые принято выражать в сотых долях секунды дуги. (На поверхности Земли дуга большого круга в 1' имеет длину около 31 м). Зависимость между координатами мгновенного полюса и широтой даётся формулой С. К. Костинского:
х cos X+ysln X—о — f,,
в к-рой f — наблюдённая, ?0 — средняя широта, а X — долгота места наблюдения. Вывод этой формулы ясен из рис. 2. Действительно, если Р„М — средний меридиан места наблюдения, а Р — мгновенный полюс, то разность <р —?„ с достаточной точностью изображается дугой А-Р0=АВ4-ВР„. Но AB=xcosX и BP0=ysinX. С помощью формулы Костинского по значениям <р —<р0, полученным одновременно на нескольких обсерваториях, можно найти координаты х и у и, наоборот, зная эти координаты, можно вычислить для любого места приведение к средней широте, что имеет большое значение в астрономии и геодезии. Однако эти вычисления осложняются существованием таких изменений широты, к-рые не зависят от Д. п. 3.
При выводе Д. п. 3. особую ценность представляют многолетние ряды непрерывных широтных наблюдений в Пулкове, Гринвиче и Вашингтоне. Однородную обработку этих L.______я_
наблюдений выполнил советский астроном А. Я. Орлов, к-рый привёл все значения координат мгновенного полюса за время с 1891 по 1949 к единой системе.
Широтные наблюдения позволили проследить Д. п. 3. за последние 60 лет и выяснить основные черты этого явления. Д. п. 3. происходит в направлении суточного вращения Земли (см.) и слагается в основном из двух периодич. движений. Период первого равен году, а траектория полюса при этом движении имеет эллиптич. форму. А. Я. Орлов вывел, что в среднем за 40 лет длина большой полуоси эллипса годового Д. п. 3. равна 0",088, малой— О",075. При втором движении траектория полюса в среднем близка к круговой, как это должно быть у свободного Д. п. 3. в согласии с классич. теорией при условии равенства экваториальных моментов инерции. Однако, как указано выше, период этого движения по наблюдениям равен 430 дням, т. е. 1,2 года. Его амплитуда и начальная фаза заметно меняются, что придаёт Д. п. 3. сложный и неправильный характер. По данным А. Я. Орлова, за время с 1892 по 1938 изменения амплитуды происходили в пределах от 0",04 до 0",25; в 1925 имело место особенно значительное изменение начальной фазы, существенно нарушившее ход свободного Д. п. 3.
Д. п. 3. в действительности происходит далеко не с такой правильностью и простотой, как это следует из классич. теории. Для объяснения удлинения периода свободного Д. п. 3. и существования годового движения пришлось отказаться от допущения абсолютной твёрдости Земли и выяснить, как влияют на положение полюсов инерции деформации Земли и движения масс на её поверхности. Амер. астроном С. Ньюком указал, что вследствие перемещений мгновенной оси центробежная сила в любой точке Земли несколько меняется по величине и направлению. Следствием этого являются слабые упругие деформации Земли, к-рыо всегда смещают полюс инерции в сторону полюса вращения. Это приводит к тому, что скорость полюса вращения при его движении вокруг
Рис. 2.

 

1 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210 220 230 240 250 260 270 280 290 300 310 320 330 340 350 360 370 380 390 400 410 420 430 440 450 451 452 453 454 455 456 457 458 459 460 470 480 490 500 510 520 530 540 550 560 570 580 590 600 610 620 630 640 650 660 670


Большая Советская Энциклопедия Второе издание