本文關(guān)鍵詞：非旋轉(zhuǎn)對(duì)稱地球自轉(zhuǎn)理論：本征模、受迫章動(dòng)和周日極移　出處：《武漢大學(xué)》2014年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

  更多相關(guān)文章： 三軸地球 地幔橫向不均勻 章動(dòng) 極移 共振頻率

【摘要】：衛(wèi)星重力場(chǎng)技術(shù)的發(fā)展使得三軸地球的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量確定變得越來(lái)越準(zhǔn)確。空間大地測(cè)量技術(shù)的發(fā)展使得人們對(duì)于地球自轉(zhuǎn)的觀測(cè)精度越來(lái)越高。地震波層析成像技術(shù)的發(fā)展使得地幔的3D模型成為可能。本文基于相關(guān)模型和公式,構(gòu)建了適用于彈性三軸非旋轉(zhuǎn)對(duì)稱地球的歐拉-劉偉爾動(dòng)力學(xué)方程,并研究了三軸性對(duì)于地球自轉(zhuǎn)本征模和周日受迫極移的影響、以及地幔橫向非均勻性對(duì)于地球的受迫章動(dòng)的影響。本文利用靜態(tài)和時(shí)變重力場(chǎng)模型中的二階球諧系數(shù)以及動(dòng)力學(xué)橢率計(jì)算了三軸地球的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的大小及其隨時(shí)間的變化和三軸地球慣性主軸的指向及其隨著時(shí)間的變化。依據(jù)地表密度模型CRUST2.0,本文估算了地殼各圈層對(duì)于地球整體赤道轉(zhuǎn)動(dòng)慣量差異的貢獻(xiàn)。考慮到地球整體赤道扁率大小,本文給出了適用于考慮地球整體三軸性的歐拉-劉偉爾動(dòng)力學(xué)方程,并對(duì)其中的相關(guān)參量進(jìn)行了討論,給出了三軸兩層地球自由核章動(dòng)的解析公式。基于線性常微分方程組的解的理論,給出了適用于含復(fù)數(shù)糅變參量的歐拉-劉偉爾方程的本征模的求解公式。利用Molodenskiy提出的微擾方法,結(jié)合地幔模型GyPSuM,研究了地幔的橫向不均勻性對(duì)于地球的糅變參量的影響,并進(jìn)一步研究了地幔橫向不均勻性對(duì)于受迫章動(dòng)的影響。利用對(duì)應(yīng)于三軸兩層地球模型的歐拉-劉偉爾動(dòng)力學(xué)方程,將地球周日受迫極移對(duì)于激發(fā)函數(shù)的響應(yīng)表述為其對(duì)同頻激發(fā)函數(shù)和反頻激發(fā)函數(shù)的響應(yīng)之和。主要結(jié)論如下： (1)基于不同的靜態(tài)地球重力場(chǎng)模型確定的地球的主轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的值也不同。因?yàn)椴煌撵o態(tài)重力場(chǎng)模型具有不同的參考時(shí)刻。對(duì)于存在冰后回彈的地球來(lái)說,不同的時(shí)刻意味著二階帶諧系數(shù)C20也不一樣。 (2)三軸地球的慣性主軸的指向參數(shù)的變化與特定的地球重力場(chǎng)的二階球諧系數(shù)的變化有聯(lián)系。赤道慣性主軸的經(jīng)度變化主要與地球重力場(chǎng)中的二階球諧系數(shù)C22和S22的變化相關(guān)。 (3)赤道慣性主軸的經(jīng)度變化存在占據(jù)主導(dǎo)地位的周年變化。這一占據(jù)主導(dǎo)地位的變化可以通過陸地水模型加以證實(shí)。 (4)地殼密度的橫向不均勻?qū)τ诘厍蛘w的赤道轉(zhuǎn)動(dòng)慣量差的貢獻(xiàn)比地球整體的赤道轉(zhuǎn)動(dòng)慣量差要高一個(gè)量級(jí)的,但符號(hào)是相反的,說明地球整體的赤道轉(zhuǎn)動(dòng)慣量差有一部分來(lái)自于地殼下面的地幔或者地球的外核和內(nèi)核。地殼的密度異常實(shí)際上起到了一個(gè)補(bǔ)償?shù)貧は氯用芏犬惓５囊环N機(jī)制。 (5)給出了對(duì)應(yīng)于三軸兩層彈性地球自由核章動(dòng)FCN的解析公式。對(duì)該公式截?cái)嗫梢园l(fā)現(xiàn),地核赤道扁率對(duì)于地球的自由核章動(dòng)(FCN)的貢獻(xiàn)是處于二階扁率量級(jí)的。 (6)基于線性常微分方程組的解的理論,給出了含復(fù)數(shù)糅變參數(shù)的三軸歐拉-劉偉爾東力學(xué)方程的本征模的解,指出本征模方程的四個(gè)特征值分別對(duì)應(yīng)于兩個(gè)主要本征模運(yùn)動(dòng)CW和FCN。如果這兩個(gè)本征模運(yùn)動(dòng)是橢圓運(yùn)動(dòng),那么每一個(gè)橢圓運(yùn)動(dòng)都可以分解為一組頻率相反的圓周運(yùn)動(dòng)之和。 (7)對(duì)應(yīng)于地幔物質(zhì)橫向不均勻的糅變參量增量相對(duì)于零階糅變參量而言要小1個(gè)扁率級(jí)。雖然橫向不均勻性會(huì)使得糅變參數(shù)變?yōu)閺?fù)數(shù),但由于地幔的橫向不均勻效應(yīng)較小,糅變參數(shù)的虛部一般都可以忽略。 (8)地幔橫向不均勻性對(duì)于受迫章動(dòng)的影響在1μas。 (9)三軸性使得地球的極移對(duì)于激發(fā)函數(shù)的響應(yīng)不只限制于同頻響應(yīng),還存在反頻響應(yīng)。 (10)地球三軸性對(duì)于海洋潮汐激發(fā)的順向/逆向周日極移的影響可以達(dá)到1μas量級(jí)。
【學(xué)位授予單位】：武漢大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：P183.31

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 張靜民;;力學(xué)中一個(gè)演示實(shí)驗(yàn)裝置的改進(jìn)與制造--——說明地面上物體運(yùn)動(dòng)的路線,因地球自轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的偏斜[J];物理通報(bào);1953年02期

2 葉叔華;;地球自轉(zhuǎn)的不均勻性及目前研究的情況[J];天文學(xué)報(bào);1954年01期

3 高建國(guó),楊德勇;大氣、地震和地球自轉(zhuǎn)速率[J];地震研究;1981年02期

4 B.G.Hunt;高良成;;地球自轉(zhuǎn)速率變化對(duì)氣候的影響[J];氣象科技;1982年05期

5 李愿軍;;地球自轉(zhuǎn)速率與地震活動(dòng)的相關(guān)性[J];華北地震科學(xué);1984年03期

6 任振球,張素琴;地球自轉(zhuǎn)減慢與厄·尼諾現(xiàn)象的形成[J];氣象學(xué)報(bào);1986年04期

7 楊玉德;國(guó)際地球自轉(zhuǎn)聯(lián)測(cè)及其影響[J];中國(guó)科學(xué)院院刊;1988年02期

8 鄭大偉;地球自轉(zhuǎn)與大氣、海洋活動(dòng)[J];天文學(xué)進(jìn)展;1988年04期

9 羅時(shí)芳,鄭大偉,D.S.Robertson,W.E.Carter;地球自轉(zhuǎn)高頻變化分析[J];科學(xué)通報(bào);1988年08期

10 李志安;季凱帆;;厄·尼諾事件和地球自轉(zhuǎn)的異常變化[J];天文學(xué)報(bào);1989年02期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 韓延本;郭增建;趙娟;彭青玉;吳謹(jǐn)冰;;地球自轉(zhuǎn)變化與中國(guó)西部的大地震[A];中國(guó)地球物理學(xué)會(huì)年刊2002——中國(guó)地球物理學(xué)會(huì)第十八屆年會(huì)論文集[C];2002年

2 馬利華;韓延本;;大氣角動(dòng)量對(duì)地球自轉(zhuǎn)速率季節(jié)性變化的時(shí)變激發(fā)[A];中國(guó)地球物理第二十一屆年會(huì)論文集[C];2005年

3 陸國(guó)華;;地球自轉(zhuǎn)與地震[A];第一次全國(guó)地震科學(xué)學(xué)術(shù)討論會(huì)論文摘要匯編[C];1979年

4 陳紹林;張懷;石耀霖;朱桂芝;;地球自轉(zhuǎn)速度快速變化下的應(yīng)力應(yīng)變場(chǎng)[A];中國(guó)地球物理學(xué)會(huì)第二十三屆年會(huì)論文集[C];2007年

5 閆昊明;趙豐;鐘敏;朱耀仲;;從地球自轉(zhuǎn)速率變化檢測(cè)核幔解耦[A];中國(guó)地球物理學(xué)會(huì)第二十四屆年會(huì)論文集[C];2008年

6 宋貫一;曹志成;王吉易;楊同林;;地球自轉(zhuǎn)速度的年變化[A];紀(jì)念中國(guó)地球物理學(xué)會(huì)成立60周年專輯[C];2007年

7 徐長(zhǎng)儀;孫文科;;大地震對(duì)地球自轉(zhuǎn)及日長(zhǎng)變化的影響[A];中國(guó)地球物理學(xué)會(huì)第二十七屆年會(huì)論文集[C];2011年

8 韓延本;韓永剛;趙娟;李志安;;地球自轉(zhuǎn)變化周期分量的時(shí)變性[A];中國(guó)地球物理學(xué)會(huì)年刊2002——中國(guó)地球物理學(xué)會(huì)第十八屆年會(huì)論文集[C];2002年

9 楊志根;;地球自轉(zhuǎn),冰期后地殼反彈和下地幔粘性估計(jì)[A];1998年中國(guó)地球物理學(xué)會(huì)第十四屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];1998年

10 王連捷;張利容;王薇;袁嘉音;;地球自轉(zhuǎn)速率變化引起的全球應(yīng)力場(chǎng)的有限元分析[A];1997年中國(guó)地球物理學(xué)會(huì)第十三屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];1997年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前10條

1 本報(bào)記者 周仲全;日子，將越過越長(zhǎng)[N];遼寧日?qǐng)?bào);2007年

2 張孟軍;九級(jí)強(qiáng)震可能影響地球自轉(zhuǎn)速度[N];科技日?qǐng)?bào);2004年

3 昝玉姬 劉波;第三部分 地理環(huán)境（二）[N];山西科技報(bào);2002年

4 記者 高博;日本地震為什么讓地球自轉(zhuǎn)加快？[N];科技日?qǐng)?bào);2011年

5 田利平;厄爾尼諾成因新說[N];中國(guó)礦業(yè)報(bào);2002年

6 俞儉 范良;10億年前一年500天，每天17小時(shí)[N];新華每日電訊;2004年

7 王禮陳;金融危機(jī)已讓今年很漫長(zhǎng),如今還要多一秒[N];新華每日電訊;2008年

8 守中;與地球自轉(zhuǎn)方向相反的氣象衛(wèi)星[N];大眾科技報(bào);2000年

9 賈全欣 曉宇 謝在永 旭東 雪松 張曉松;科學(xué)認(rèn)識(shí)厄爾尼諾[N];大眾科技報(bào);2002年

10 記者 張可喜;日擬發(fā)射衛(wèi)星 那顆衛(wèi)星自東向西逆著走[N];新華每日電訊;2000年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前2條

1 孫榕;非旋轉(zhuǎn)對(duì)稱地球自轉(zhuǎn)理論：本征模、受迫章動(dòng)和周日極移[D];武漢大學(xué);2014年

2 王琪潔;基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的地球自轉(zhuǎn)變化預(yù)報(bào)[D];中國(guó)科學(xué)院研究生院（上海天文臺(tái)）;2007年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前3條

1 王保衛(wèi);地極運(yùn)動(dòng)的統(tǒng)計(jì)特性及其和大氣的激發(fā)比較[D];中國(guó)科學(xué)院上海天文臺(tái);1999年

2 胡瑞生;三軸形變地球自轉(zhuǎn)的自由擺動(dòng)的理論研究[D];河南理工大學(xué);2009年

3 楊學(xué)峰;利用重力信號(hào)研究地球自轉(zhuǎn)變化[D];中國(guó)科學(xué)院研究生院（測(cè)量與地球物理研究所）;2004年

，

本文編號(hào)：1335131