<<
>>

Циклические изменения силы тяжести и других природных процессов

Основными и наиболее изученными периодическими закономерностями изменений силы тяжести являются океанические и твердоземные приливы, среди которых доминирующими являются суточные и полусуточные волны, вызванные притяжением Луны и Солнца.

Изучаются также долгопериодические приливные волны с периодом, например, 18,6 года. В течение многих лет исследуется характер изменения силы тяжести за счет свободной нутации Земли. Это известные периоды Чандлера (продолжительностью около 430 суток) и Эйлера (продолжительностью около 305 суток).

Периодические изменения широт, точек земной поверхности, установленные разными исследователями, подробно рассматриваются в работе [Авскж 1996]. Выявлены суточные колебания широт с амплитудами 0,03-0,08" [Парийский 1963]. В изменениях их амплитуд замечена периодичность порядка 2,1 года [Миронов 1973]. В среднемесячных значениях широт разных наблюдательных станций выявлена цикличность с периодом 14 месяцев [Михайлов 1971а, б; Yumi 1970]. Изменение год от года периода Чандлера в диапазоне 412-437 суток показано Мельхиором, [1968]. Джеффрис, Рыхлова, Яцкив и Курье дают оценки периода Чандлера от 433 до 441 суток. Недавние исследования [Горшков и др. 2000] показали, что чандлеровское колебание разделяется на две компоненты с периодом 1,191 года (435 суток) и 1,2-1,3 года (456 суток), причем амплитуда первой компоненты существенно больше второй. Независимое подтверждение этого результата будет представлено в последующих разделах настоящей работы. Установлена годичная периодичность изменения члена Кимуры (z-члена) с амплитудой порядка 0,07". Отмечаются также периоды 19, 25 и 54 месяца [Корсунь, Федоров 1973; Naito, Sugawa 1973; Wako 1972]. В работе [Rudnick 1959] в движении полюса выявлены колебания с периодом 0,5 и 0,8 лет. Разными авторами показано существование долгопериодических изменений с периодами 6, 42, 16 и 26 лет [Куликов 1962, Манк, Макдональд 1964, Рыхлова 1971].

Двухнедельная вариация в изменениях широт обнаружена в результатах наблюдений средствами радиоинтерферомет- рии со сверхдлинной базой [Nothnagel et al. 1992]. Связь изменений координат полюса с изменениями силы тяжести убедительно продемонстрирована, например, в Интернет-сайте [Applications... 2001].

Периодичности в изменениях высот пунктов земной поверхности также могут отражаться на изменениях силы тяжести. Многие авторы [Zerbini et al. 2001; Vespe et al. 2001, и др.] в результате анализа непрерывных GPS-измерений на постоянно действующих пунктах отмечают высокую вероятность существования годичных (сезонных) колебаний в изменениях геодезических высот. Следует отметить, что сезонная цикличность в изменениях нивелирных превышений, многократно измеренных на геодинамических полигонах бывшего СССР, была обнаружена еще в 70-80 гг. прошлого столетия. Итальянскими исследователями [Vespe et al. 2001) в многолетних рядах непрерывных GPS-измерений, кроме сезонных, выявлены полугодовые, а также 88-92, 120-134, 219 и 251-дневные периодические компоненты с амплитудами 1,1-4,4 мм. Взаимосвязь сезонных изменений высот и ускорений силы тяжести обсуждается в работе [Zerbini et al. 2001].

Другим существенным фактором, оказывающим влияние на изменения силы тяжести, являются изменения как наземной, так и подземной гидросферы Земли. Зависимость изменений силы тяжести от уровня грунтовых вод в пункте наблюдений рассматривается как фактор понижения точности измерений абсолютными гравиметрами [Niebauer et al. 1995]. Периодичности в изменениях уровня подземных вод исследуются гидрогеологами [Деч, Кноринг 1985]. Связь морских приливов и изменений гравитационного поля обсуждается в работе [ Virtanen, Poutanen 2001].

Достигнутый на сегодня уровень точности измерений силы тяжести требует также учета динамики распределения атмосферных масс, что является одним из важных факторов, при измерениях высоко

точными абсолютными или относительными, в особенности высокоточными, сверхпроводимыми гравиметрами.

Этот фактор также проявляет себя в значительной мере циклически, о чем свидетельствуют исследования климатологов.

Кроме перечисленных основных наиболее вероятных источников периодических изменений силы тяжести возможна также опосредованная связь других природных процессов, например таких, как изменения солнечной активности с колебаниями силы тяжести. В работе [Туренко 1983] этот фактор рассматривается как одна из причин изменений скорости вращения Земли, которые также связаны с изменениями силы тяжести на ее поверхности, но не столь значительны, как вышеназванные факторы.

Глобальное перераспределение масс оказывает влияние на вращение Земли, изменения гравитационного поля и, как полагают авторы работы, на изменения положений геоцентра, определяемого как центр фигуры Земли по отношению к центру ее масс. В работе моделируются годовые и полугодовые периодические компоненты вариаций положения геоцентра, обусловленные атмосферной и океанской нагрузкой, а также поверхностными грунтовыми водами.

Результаты рассмотренных выше исследований свидетельствуют о высокой вероятности существования периодических изменений силы тяжести в разных временных масштабах, не только в пределах суток, что достаточно хорошо изучено с использованием относительных гравиметров, но и на более продолжительных интервалах — от недель до десятилетий. Накопленные к настоящему времени продолжительные измерения силы тяжести абсолютными гравиметрами на ряде комплексных геодезических обсерваторий позволяют провести анализ таких периодичностей, результаты которого рассматриваются в настоящей работе. 

<< | >>
Источник: Бровар B.В.. ГРАВИМЕТРИЯ И ГЕОДЕЗИЯ. 2010

Еще по теме Циклические изменения силы тяжести и других природных процессов:

  1. Руководящие идеи исторического построения
  2. Лекция 14. Теоретические подходы к теме
  3. Циклические изменения силы тяжести и других природных процессов
  4. § 7. Инженерные методы очистки выбросных газов
  5. СЛОВАРЬ ТЕРМИНОВ
  6. 2.12. Методы улавливания пыли и газов
  7. Цели, принципы, структура, средства и методы реабилитационной физической культуры