I. Движение полюса Земли

В земных геоцентрических системах координат началом является центр масс Земли, а направление осей связывается с положением полюса Земли, её экватора и меридиана Гринвича. Такие системы называют общеземными системами координат (ОЗСК). Эти системы вращаются вместе с Землёй при её суточном движении в пространстве. В такой системе положения точек, закреплённой на твёрдой поверхности Земли, имеют координаты, которые подвергаются только малым изменениям со временем из-за геофизических эффектов (тектонические или приливные деформации), которые можно достаточно точно учитывать используя соответствующие модели явлений.

Установление положения оси вращения Земли, её полюса и экватора, а также начального меридиана для счёта долгот и времени связано с проблемой движения полюса.

Для детального изучения движения полюса международная ассоциация геодезии организовала Международную службу широты (МСШ). В первые годы деятельности МСШ движение полюса определялось по непрерывным радам наблюдений широты на станцияъ Мицузава (Япония), Китаб (Узбекистан), Карлофорте (Италия) Юкайя и Гейтерсберг (США), расположенных на «международной параллели» 39˚08´ с.ш. Усреднённое положение истинного полюса за период с 1900 г. по 1905 г. в 1960 г. было принято за среднее положение земного полюса и названо Международным условным началом (МУН). Реальное положение МУН задавалось назначением широт станций МСШ.

В 1961 г. МСШ была реорганизована в Международную службу движения полюса (МСДП), а в 1988 г. – в Международную службу вращения Земли. (МСВЗ, IERS), которая в 2003 г была переименована в Международную службу вращения Земли и референцных систем (http://www.iers.org). МСВЗ продолжает работу, начатую МСШ и МСДП в духе времени, расширив сеть станций, участвующих в наблюдениях, почти до 50 и привлекая новые способы наблюдений.

Одна из задач МСВЗ, - это установление координат мгновенного полюса Земли которые являются координатами Небесного эфемеридного полюса относительно Условного земного полюса (УЗП). УЗП обычно выбирают так, чтобы он находился недалеко от положения эфемеридного полюса, усреднённого на некотором интервале времени. Ось направлена по нулевому меридиану МСВЗ, а ось под углом 90˚ на запад. Средние квадратические погрешности определения по данным МСВЗ составляют 0.003″.

В соответствии с определением МУН, координаты только для указанных пяти станций МСШ могли считаться его характеристиками. В связи со значительным повышением точности определения на станциях МСВЗ, а также закрытием в 1982 г. двух американских станций, идея МУН исчерпала себя. Положение УЗП и начального меридиана устанавливаются по координатам совокупности всех станций сети МСВЗ. В этом отношении Международное условное начало можно рассматривать как частный случай Условного земного полюса. При описании земных систем координат обычно указывается, по каким данным и на какую эпоху задаётся положение полюса и начального меридиана.

В движении оси вращения Земли в земной системе координат выделяют свободные и вынужденные колебания. Период свободных колебаний (Чандлеров период) – около 430 суток, амплитуда около 0.4″ (12 м). Вынужденные колебания с периодом колебаний в один год и полгода возникают из-за сезонных перемещений масс в атмосфере и океанах, их амплитуда около 0.15″ (2 м). Существуют также вынужденные колебания из-за приливов и других геофизических факторов с суточными и полусуточными периодами и с амплитудой около 0.5 м. Преобладающие в них лунно-солнечные эффекты могут хорошо моделироваться в координатах полюса и всемирного времени UT1. Кроме периодических колебаний ось вращения имеет и небольшое вековое движение со скоростью 0,0037" /столетие в направлении на запад. Это явление пока не получило удовлетворительного научного объяснения. Описываемая мгновенным полюсом кривая называется полодия. Из-за векового движения полюса центр полодии современного полюса не совпадает с УЗП.

Дата добавления: 2014-01-07