地球物理事件(暂时)增加地球的自转速度?

Question

我的理解是,背后的主导因素减缓地球的自转(即一天的延长)是由月球的引力潮汐摩擦引起的。如下图上看到,总的趋势是向地球的缓慢旋转。

图显示不一致−UTC在每秒钟的区别。垂直段对应于闰秒。红色部分的图当时预测(未来值)的文件。

然而!有一些情况下,地球的旋转似乎已经成为快明显,大多数在2003 - 04和2004 - 05年段。的根本原因是什么这些和其他临时增加地球的自转速度吗?(我问这个在一般意义上,虽然我也会有兴趣知道事件的任何具体的涨幅在图上对应)。

Answer 1

博士TL;

地球的转动角动量确实是被转移到月球的轨道。然而,这是一个非常缓慢的过程,甚至几乎没有明显的数百年。长期趋势是无形的短短三十年跨度的图所示的问题。变化的情节来自地球的角动量转移在组件(固体地球、大气、海洋和外部和内部核心),从地球的惯性张量的变化。

的图的问题

关于图,你能看到是什么

• 的累积效应的角动量转移到月球自1800年代初以来,和
• 短期效果与长期趋势无关。

关于第一项,我们的每天86400秒是基于在大约1821年的长度。研究生院理事会第二次被定义在1800年代末根据收集的数据在~ 100年期间,围绕1821年。如果第二现在基于原子钟,但定义是故意做出符合旧CGS第二。一天的长度增加了约2毫秒自1800年代初。

假设地球的自转速率稳定在一个每86400人平均太阳日.002秒,平均旋转率在过去的几十年。我们仍然需要增加一个闰秒每500天左右,因为2毫秒增加一天的长度。您看到的主要特征的情节问题所示。

关于第二项,在30年跨度变化情节没有太多的变化在200年跨度自1800年代初以来,这些反过来又没有太多的非常、非常长期的长度变化天由于角动量转移到月球。,非常长期趋势明显只有在许多数万年甚至更多。在短期内(一百年是“短期”从这个意义上讲),各种周期性影响主导这一长期趋势。角动量转移到月球完全隐藏在30年跨度覆盖在图所示的问题。这是太短的时间跨度看,转移角动量。

所以,情节是什么?两个最显著的特征是长伸展在1900 - 1998年间几乎每年闰秒调整和长伸展在1999年和2006年之间没有闰秒调整。

短期变化的长度

那些闰秒调整使它有点难以看到发生了什么。这里有一个更好的描述:

来源:https://hpiers.obspm.fr/eop-pc/earthor/ut1lod/UT1.html_nov08

首先你应该看看在上面的情节是曲线。这是LOD,一天的长度(一天的更好:多余的长度)。一天的长度是86400秒,多一点点。LOD只是一点点更多的定义。LOD下降1973至1987,然后又在1993年到2004年之间。地球的自转速率非常轻微增加在这些间隔。

如前所述,角动量被转移从地球到月球,但这是一个非常缓慢的过程。这意味着地球的总角动量几乎恒定的几年,甚至几十年。注意,它的角动量,不是近守恒量的角速度。角速度可以改变而角动量保持不变。上图描述的变化时期,因此角速度的变化。

地球由五个不同的旋转系统:内部核心,外核,地幔和地壳,海洋,大气。我们的陆地时间表,不一致和UTC,每只基于地壳和地幔的旋转。这五个系统不完全旋转。例如,目前核心旋转略高于一个革命每天外核旋转时略慢于革命每一天。这些系统之间转移角动量。

这种转移是可见的“季节性变化”的情节在上面的图。地幔和地壳转移角动量的海洋和大气季节性的基础上。删除后剩下的那些季节变化和其他高频变化(显示为“不规则变化”在上面的图)是白色的“趋势”线覆盖的蓝色的阴谋。这个白色曲线显示了多年的长度变化的一天。

总结

这一趋势在数百年的长度逐渐增加的一天由于地球自转的角动量转移到月球对地球公转的轨道,目前每世纪每天2.3毫秒。不可见的图中显示的问题。在过去的几千年里,幅度大的反弹已经交换了密度较低在极地冰/水更致密岩石。这减少了地球的惯性矩,从而增加了地球的旋转速度。几十年来,一天的长度变化很大程度上是由于地核和地幔之间的相互作用。的年际变化是由于转移角动量在核心,地幔,海洋和大气。厄尔尼诺-南方涛动和重力场的变化在这些年际变化的关键因素。

Answer 2

大地震也被证明地球自转速率的变化。如。2011年日本海岸的地震。