Движение земных полюсов

Движение земных полюсов заключается в том, что при вращении Земли по инерции, то есть независимо от каких-либо возмущающих внешних сил, отмечается изменение положения Земли относительно ее оси вращения. Иначе говоря, ось вращения проходит то через одни, то через другие точки земной поверхности, вследствие этого изменяются географические координаты пунктов f и l.

Подвижный полюс, называемый мгновенным, описывает на поверхности Земли сложную кривую (рис. 1.29), не выходя из квадрата со сторонами около 26 м; максимальное смещение мгновенного полюса относительно некоего среднего положения - меньше 0.5".

В 1891 г. американский астроном Чандлер на основании обработки нескольких десятков тысяч широтных наблюдений определил эмпирическим путем период свободных колебаний полюса, равный 14 месяцам. Различие теоретического и действительного периодов объяснил
в начале XX в. американский астроном Ньюком: причина различия заключается в эластичности Земли, ее способности к упругим деформациям. По современным данным, период свободных колебаний составляет около 437 звездных суток.

Из наблюдений установлены следующие периоды движения полюсов:
14-месячный (Чандлеров), 12-месячный (годовой), 6-месячный (полугодовой). Последние два периода связаны с сезонными метеорологическими изменениями, происходящими на Земле. Под вопросом остается существование систематического векового движения полюсов с периодами от десятков до тысяч
и миллионов лет, из-за недостаточного количества точных рядов наблюдений. Современный уровень точности позволяет фиксировать суточное движение полюсов с амплитудой 0.05 м.

Для определения координат мгновенного полюса в 1898 г. была организована Международная служба широты (МСШ). В нескольких странах на параллели с широтой 39^о8' были созданы обсерватории, снабженные зенит-телескопами для регулярных определений широты по общей программе. Принцип определения координат полюса x, y заключается в совместном решении системы уравнений вида

x cos l_i – y sin l_i = f_i – f_о,

где f_i, l_i – мгновенные (наблюденные) широта и долгота;

f_о - средняя широта.

В настоящее время координаты полюса определяют совместно с неравномерностью вращения Земли, как параметры вращения Земли (ПВЗ). В России определением ПВЗ занимается Государственная служба времени и частоты (ГСВЧ); несколько десятков станций по всему миру доставляют сведения для Международной службы вращения Земли (International Earth Rotation Service, IERS). Координаты мгновенного полюса x, y публикуются в бюллетене “Всемирное время и координаты полюса” на эпоху наблюдения.

Результаты астрономических определений широты f, долготы l и азимута а приводят к условному земному полюсу (УЗП), вводя поправки за движение полюса:

Df = x cos l - y sin l;

Dl = 1/15 (x sin l + y cos l) tg f;

Da = (x sin l + y cos l) sec f.

Движение полюсов не влияет на экваториальные и эклиптические координаты светил.