Наблюдения приливных явлений на Земле

Наблюдаемые приливные явления на Земле:

--

морские приливы,

--

вариации высот земной поверхности,

--

вариации силы тяжести,

--

вариации отклонений отвесной линии,

--

вариации угловой скорости вращения Земли,

--

деформации земной коры,

--

колебания уровня подземных вод.

Наблюдения за морскими приливами осложнены тем, что на высоту морского прилива влияют конфигурация берегов, температура и соленость воды, климатически условия. Учесть все эти факторы с необходимой точностью -- очень сложная задача. Дж.Дарвин наблюдал долгопериодическую составляющую морского прилива и получил, что амплитуда приливной волны составляет всего 2/3 от расчетной.

Наблюдения вариаций высот земной поверхности также технически очень сложная задача.

Пусть точка лежит на земной поверхности. Через эту точку проходит поверхность уровня . Невозмущенная приливами поверхность уровня проходит через другую точку, назовем ее точкой . Вектор силы тяжести есть отношение приращения потенциала к расстоянию между точками и . Для определенности будем считать, что точка расположена выше точки , а расстояние между ними равно . Тогда .

Но , поэтому .

Выражение в скобках равно нулю, так как по условию и возмущенный потенциал в точке и невозмущенный потенциал в точке равны одной и той же постоянной .

Итак, приливная вариация высоты поверхности уровня для абсолютно твердой Земли определяется через приливообразующий потенциал следующим образом

(6.17)

Согласно (6.13) приливные колебания поверхности уровня можно вычислить по формуле

(6.18)

Поверхность Земли, естественно, не повторяет движений поверхности уровня, хотя и "тянется" за ней. В первом приближении можно считать, что колебания поверхности Земли пропорциональны колебаниям поверхности уровня

(6.19)

Таким образом, число есть упругая постоянная, которая называется первым числом Лява.

При деформации Земли происходят перераспределение масс. При этом изменяется и собственный гравитационный потенциал планеты. Предполагая, что изменение потенциала пропорционально приливообразующему потенциалу, можно записать

(6.20)

Постоянная есть второе число Лява.

Если бы Земля была абсолютно твердой, то никаких деформаций бы не было и обе упругие постоянные Лява равнялись бы нулю. В действительности первое число приблизительно равно 0,5, а второе 0,2.