Жер толуы - Earth tide

Жер толуы (сонымен бірге қатты жердің толуы, жер қыртысының толуы, толқын, дене толқыны немесе жер суы) болып табылады қатты жер беті ауырлық туралы Ай және Күн. Оның негізгі компоненті метрлік деңгейдегі амплитудасы шамамен 12 сағат және одан да ұзақ уақытқа ие. Толқындардың ең үлкен бөлігі - жартылайтәуліктік Сонымен қатар, күндізгі, жартыжылдық және екі аптаның үлестері де бар. Алайда гравитациялық күш жердің толуы мен мұхитты тудырады. толқындар бірдей, жауаптар мүлдем басқаша.

Толқын көтеру күші

Айдың тыныс күші: бұл суреттерде планетаның екі жағын да көрсетіп, Солтүстік жарты шардан жоғары қаралған 30 ° с (немесе 30 ° с) -тен жоғары Ай бейнеленген. Қызыл жоғары, көк төмен.

Периодты гравитациялық күштердің неғұрлым үлкені Айдан, бірақ Күннің күші де маңызды. тыныс күші Ай тікелей 30 ° N (немесе 30 ° S) шамасында пайда болған кезде. Бұл өрнек Айға бағытталған (немесе тікелей) қызыл аймақпен өзгеріссіз қалады. Қызыл түс жоғары, көк түс төмен қарайды. Егер, мысалы, Ай тікелей 90 ° W-тан жоғары болса (немесе 90 ° E), қызыл аймақтар батыс солтүстік жарты шарда, оң жақта орналасқан. Қызыл жоғары, көк төмен. Егер Ай тікелей 90 ° W-тан (90 ° E) жоғары болса, қызыл аймақтың ортасы 30 ° N, 90 ° W және 30 ° S, 90 ° E, ал көкшіл белдеудің ортасы үлкен шеңбер сол нүктелерден бірдей қашықтықта орналасқан. 30 ° ендік кезінде айдың күніне бір рет күшті шың пайда болады, сол ендікке айтарлықтай тәуліктік күш береді. Экватор бойымен екі бірдей үлкен шыңдар (және ойпаттар) жартылай тәуліктік күш береді.

Дене толқыны

Салалық қозғалыстың тігінен орын ауыстырулары.
Қызыл жоғары, көк төмен.
Салалық қозғалыстың шығыс-батыс жылжулары.
Қызыл шығыс, көк батыс.
Салалық қозғалыстың солтүстік-оңтүстік орын ауыстырулары.
Қызыл солтүстік, көк оңтүстік.
Тесеральды қозғалудың тігінен орын ауыстырулары.
Қызыл жоғары, көк төмен.
Тесеральды қозғалыстың шығыс-батыс жылжулары.
Қызыл шығыс, көк батыс.
Тессеральды қозғалыстың солтүстік-оңтүстік орын ауыстырулары.
Қызыл солтүстік, көк оңтүстік.
Зоналық қозғалыстың тігінен орын ауыстырулары. Қызыл жоғары, көк төмен.

Жер толуы Жердің бүкіл денесін қамтиды және оған жұқа адамдар кедергі болмайды жер қыртысы және тастың қаттылығын маңызды емес ететін масштабтағы жер бетінің құрлық массалары. Мұхит толқындары - бұл қозғалыс күштерінің резонансының салдары болып табылады мұхит бассейндері бірнеше күн бойы жинақталған, сондықтан олардың амплитудасы мен уақыты бір-біріне ұқсамайды және бірнеше жүздеген шақырымдық қашықтықтарда өзгеріп отырады. Жалпы Жердің тербеліс периодтары астрономиялық периодтарға жақын емес, сондықтан оның икемділігі момент күшіне байланысты.

Он екі сағатқа жуық кезеңі бар толқын компоненттерінің ай амплитудасы бар (Жердің төмпешігі / депрессия арақашықтықтары), олар төменде келтірілгендей, күн амплитудасының биіктігінен екі есе артық. Жаңа және толық айда Күн мен Ай теңестіріліп, ай мен күннің тыныс алу максимумдары мен минимумдары (төмпешіктер мен депрессиялар) белгілі бір ендіктердегі ең үлкен тыныс алу диапазонына қосылады. Айдың бірінші және үшінші тоқсан фазаларында Ай мен Күн толқындары перпендикуляр, ал тыныс алу диапазоны минимумға тең. Жартылай тәуліктік толқындар бір толық циклды (жоғары және төмен толқын) шамамен 12 сағатта бір рет және максималды биіктіктің бір толық циклын (көктем мен толқын суы) шамамен 14 күнде бір рет өтеді.

Жартылай тәуліктік толқын (ең көбі әр 12 сағат сайын), ең алдымен, ай болып табылады (тек қана) S2 күн сәулесінен тұрады) және оны тудырады салалық сол бойлық бойымен бір уақытта көтеріліп және төмендейтін деформациялар.[1] Тік және шығыс-батыс жылжулардың секторлық ауытқулары экваторда максималды, ал полюстерде жоғалады. Әр ендік бойында екі цикл бар, бір-біріне қарама-қарсы дөңес және депрессияға қарсы. Тәуліктік толқын лунизолярлы, және оны тудырады тессералды деформациялар. Тік және шығыс-батыс қозғалыс 45 ° ендік кезінде максимумға тең және экватор мен полюстерде нөлге тең. Тессеральды вариация бір ендікке бір цикл, бір төмпешік және бір депрессияға ие; төмпешіктерге қарсы (антиподальды), басқаша айтқанда солтүстік жарты шардың батыс бөлігі және оңтүстік жарты шардың шығыс бөлігі. Сол сияқты, ойпаттарға қарсы, бұл жағдайда солтүстік жарты шардың шығысы және оңтүстік жарты шардың батыс бөлігі. Ақырында, екі апталық және жарты жылдық толқындар бар аймақтық деформациялар (ендік шеңбері бойынша тұрақты), өйткені Ай немесе Күн гравитациясы қисаюына байланысты солтүстік және оңтүстік жарты шарлардан кезектесіп бағытталған. 35 ° 16 'ендік бойынша нөлдік тік ығысу бар.

Бұл орын ауыстырулар әсер етеді тік бағыт, шығыс-батыс және солтүстік-оңтүстік вариациялары жиі кестеге енгізілген миллиарксекундалар үшін астрономиялық пайдалану. Тік орын ауыстыру жиі кестеге енгізіледі мкгал, өйткені гравитация градиенті орналасуға тәуелді, сондықтан қашықтықты түрлендіру тек бір сантиметрге шамамен 3 мкгал құрайды.

Жердің басқа толқындары

Жағалау аудандарында мұхит толқынының Жердің толқынымен біркелкі болмауына байланысты, мұхиттың үлкен толқынында гравитациялық тепе-теңдік деңгейі қандай болатындығы туралы судың артық мөлшері (немесе төмен тапшылықта) болады, демек, оған іргелес жер салмақтың айырмашылықтарына жауап ретінде құлайды (немесе көтеріледі). Мұхиттың тыныс алуына байланысты орын ауыстырулар Жердің толқынына байланысты ығысулардан асып түсуі мүмкін. Ішкі тереңдіктегі сезімтал аспаптар жиі осындай түзетулер енгізуі керек. Атмосфералық жүктеме мен дауыл құбылыстары да өлшенуі мүмкін, дегенмен қозғалыс массасы онша ауыр емес.

Тыныс құраушылары

Негізгі толқын құрылтайшылар. Амплитудалар бірнеше пайызға берілгендерден өзгеруі мүмкін.[2][3]

Жартылай тәулік

Тыныс бөлігіКезеңТік амплитудасы (мм)Көлденең амплитудасы (мм)
М212.421 сағ384.8353.84
S2 (күн жартылай тәулік)12.000 сағ179.0525.05
N212.658 сағ73.6910.31
Қ211.967 сағ48.726.82

Тәуліктік

Тыныс бөлігіКезеңТік амплитудасы (мм)Көлденең амплитудасы (мм)
Қ123.934 сағ191.7832.01
O125.819 сағ158.1122.05
P124.066 сағ70.8810.36
φ123.804 сағ3.440.43
ψ123.869 сағ2.720.21
S1 (күндізгі)24.000 сағ1.650.25

Ұзақ мерзімді

Тыныс бөлігіКезеңТік амплитудасы (мм)Көлденең амплитудасы (мм)
Мf13,661 күн40.365.59
Мм (ай сайын)27,555 күн21.332.96
Sса (күн жарты жылдық)0,50000 ж18.792.60
Ай түйіні18.613 ж16.922.34
Sа (күн жылдық)1.0000 жыл2.970.41

Әсер

Қосымша ақпарат: Жер сілкінісінің толқыны

Вулканологтар вулкандық деформацияны бақылаудың сезімтал құралдарын калибрлеу және тексеру үшін Жердің толқынының тұрақты, болжалды қозғалысын қолданады. Толқындар вулкандық оқиғаларды тудыруы мүмкін.[4][5]Сейсмологтар микросейсмикалық оқиғалардың Орталық Азиядағы (Гималайдың солтүстігі) тыныс алу ауытқуларымен байланысты екенін анықтады.[дәйексөз қажет ]Жердегі толқындардың жартылай тәуліктік амплитудасы экваторда шамамен 55 см (22 дюйм) жетуі мүмкін, бұл Дүниежүзілік позициялау жүйесі, өте ұзақ базалық интерферометрия, және спутниктік лазерлік ауқым өлшемдер.[6][7] Сондай-ақ дәл астрономиялық бұрыштық өлшеулер жүргізу үшін Жердің айналу жылдамдығы туралы нақты білім қажет (күн ұзақтығы, прецессия, қосымша ретінде нутация ), оған Жердің толқындары әсер етеді (деп аталады) полюс суы ). Кейбіреулерінде жердегі толқындарды да ескеру қажет бөлшектер физикасы тәжірибелер.[8]Мысалы, CERN немесе SLAC ұлттық үдеткіш зертханасы, өте үлкен бөлшектердің үдеткіштері дұрыс жұмыс істеу үшін жер бетіндегі толқындарды ескере отырып жасалған. Ескеру қажет әсерлердің қатарына айналмалы үдеткіштер үшін шеңбердің деформациясы және бөлшек-сәулелік энергия жатады.[9][10]

Планеталар мен серіктердегі, сондай-ақ екілік жұлдыздар мен екілік астероидтардағы дененің толуы, планеталар жүйелерінің ұзақ мерзімді динамикасында шешуші рөл атқарады. Мысалы, бұл 1: 1-ге түскен Айдағы толқындардың әсерінен спин-орбита резонансы және бізге әрқашан бір жағын көрсетіп отырады. Дене толқындарының арқасында Меркурий Күнмен 3: 2 спин-орбиталық резонансқа түсіп қалады. [11]Сол себепті, көптеген экзопланеталар спин-орбиталық резонанстарда қабылдаушы жұлдыздармен түсіріледі деп саналады.[12]

Сондай-ақ қараңыз

Әдебиеттер тізімі

  1. ^ Пол Мелчиор, «Жердегі толқындар», Геофизика бойынша зерттеулер, 1, 275–303 б., наурыз, 1974 ж.
  2. ^ Джон Вахр, «Жердегі толқындар», Әлемдік физика, физикалық тұрақтылар туралы анықтама, AGU анықтамалық сөресі, 1, 40-46 бет, 1995 ж.
  3. ^ Майкл Р. Хаус, «Орбиталық уақыт шкалалары: кіріспе», Геологиялық қоғам, Лондон, Арнайы басылымдар; 1995; 85-т; б. 1-18. http://sp.lyellcollection.org/cgi/content/abstract/85/1/1
  4. ^ Соттили Г., Мартино С., Палладино Д.М., Пачилло А., Боззано Ф. (2007), Италияның Этна тауындағы вулкандық белсенділікке тыныс алу стрессінің әсері, Геофиз. Res. Летт., 34, L01311, дои:10.1029 / 2006GL028190, 2007.
  5. ^ Вулкан сағаты, USGS.
  6. ^ IERS конвенциялары (2010). Жерар Пети және Брайан Люзум (ред.) (IERS Техникалық ескертпесі; 36) Майндағы Франкфурт: Verlag des Bundesamts für Kartographie und Geodäsie, 2010. 179 б., ISBN  9783898889896, Сек. 7.1.1, «Жер бетіндегі қатты толқындардың әсері» [1]
  7. ^ Bernese GNSS Software үшін пайдаланушы нұсқаулығы, 5.2 нұсқасы (қараша 2015 ж.), Берн университетінің астрономиялық институты. 10.1.2 бөлім. «Тұтас жер бетіндегі толқындар, қатты және мұхиттық полюстердің толуы және тұрақты толқындар» [2]
  8. ^ Акселератор қозғалыста, бірақ ғалымдар тыныс алу әсерін өтейді, Стэнфорд онлайн.
  9. ^ шеңбердің деформациясы[сенімсіз ақпарат көзі ме? ]
  10. ^ бөлшектер сәулесінің энергиясы әсер етеді[сенімсіз ақпарат көзі ме? ]
  11. ^ Нойлес, Б .; Фруард, Дж .; Макаров, В.В. & Ефроимский, М. (2014). «Меркурийдің спин-орбиталық эволюциясы қайта қаралды». Икар. 241: 26–44. arXiv:1307.0136. Бибкод:2014 Көлік..241 ... 26N. дои:10.1016 / j.icarus.2014.05.045.
  12. ^ Макаров, В.В .; Бергея, С & Ефроимский, М. (2012). «Потенциалды экзопланеталардың динамикалық эволюциясы және спин-орбиталық резонанстары: GJ 581d оқиғасы». Astrophysical Journal. 761 (2): 83. arXiv:1208.0814. Бибкод:2012ApJ ... 761 ... 83M. дои:10.1088 / 0004-637X / 761/2/83. 83.

Библиография

  • МакКаллли, Джеймс Грейг, Айдың арғы жағында, толқындарды түсіну үшін әңгімелесетін, жалпыға ортақ түсінік, World Scientific Publishing Co, Сингапур, 2006 ж.
  • Пол Мелчиор, Жер толуы, Пергамон Пресс, Оксфорд, 1983 ж.
  • Уайли, Фрэнсис Е, Толқындар және Айдың тартылуы, Стивен Грин Пресс, Бреттлборо, Вермонт, 1979 ж.