Презентация "Решение фундаментальных проблем небесной механики, геодинамики и геофизики" по астрономии – проект, доклад

(22 апреля 2010, ГАИШ, МГУ, Москва)

Ю.В. Баркин

Государственный астрономический ин-т им. П.К. Штернберга при МГУ

Ломоносовские чтения - 2010

Решение задачи М.В. Ломоносова «о возможных смещениях притягивающего центра Земли» и фундаментальных проблем небесной механики, геодинамики и геофизики

Секция астрономии и геофизики

Фундаментальные проблемы небесной механики, гравиметрии и геодинамики

1. Вековой дрейф центра масс Земли 2. Вековые вариации силы тяжести 3. Вариации коэффициентов геопотенциала 4. Вековой дрейф полюса оси вращения Земли 5. Неприливное ускорение осевого вращения Земли 6. Вековое изменение уровня океана

1. Вековой дрейф центра масс Земли

Решение фундаментальной проблемы геодинамики и геодезии

К ВОПРОСУ М.В. ЛОМОНОСОВА О ПЕРЕМЕЩЕНИЯХ ЦЕНТРА ЗЕМЛИ

Член-корреспондент РАН Ю.Н. Авсюк Доктор физ.-мат. наук Б.В. Левин (РФФИ)

В переписке М.В. Ломоносова можно прочитать cледующее (Куликовский, 1985): При помощи этого прибора проводились измерения непрерывно с 1756 года по 1764 год, но так как точность не отвечала требованиям поставленного исследования, М.В. Ломоносов вынужден был констатировать: "колебания силы тяжести столь малы, что упомянутым прибором не могли быть подмечены".

"... сделал четыре новоизобретенных мною пендула (маятника)... чтобы узнать всегда ли с Земли центр, притягивающий к себе тяжелые тела, стоит неподвижно или переменяет место".

М.В. Ломоносов о смещениях притягивающего центра Земли (из переписки)

Параметры векового дрейфа центра масс Земли

Полярный вековой дрейф центра масс Земли к Северу 5-6 мм/год. По данным DORIS-JPL за 1993-2007.

Вековой тренд центра масс Земли к северу (к п-ву Таймыр)

Table 5. Values of components of velocity of drift of the Earth centre of mass in the Greenwich terrestrial system of coordinates (in mm / yr).

(Zotov, Barkin, Lyubushin, 2008) мм

Тренд центра масс Земли в мантийной системе координат и его следа на поверхности Земли

2. Вековые вариации силы тяжести

Решение фундаментальной проблемы геодинамики и гравиметрии

Дрейф центра масс к северному полюсу и вариации силы тяжести, на станциях, расположенных в северном и южном полушариях

С

Таблица 1. Вековые вариации силы тяжести (в µГал/год) и вариации высот (в мм/год) на гравиметрических станциях мира, обусловленные вековым дрейфом центра масс Земли.

(Баркин, 2009)

Таблица 1. Теоретические и наблюдаемые значения вековых вариаций силы тяжести, обусловленных вековым движением центра масс Земли, деформацией поверхности в районе станции и полный (теоретический) эффект в сравнении с наблюдаемыми вариациями силы тяжести.

Решение фундаментальных проблем геодинамики, небесной механики, астрометрии и космической геодезии

3. Вариации коэффициентов геопотенциала 4. Вековой дрейф полюса оси вращения Земли 5. Неприливное ускорение осевого вращения Земли

Направленное перераспределение масс Земли и его модель

Направленное перераспределение масс Земли и его моделирование

Баркин, 2000

Акс Де Гре Аксенов Демин Гребеников Дубошин Эйлер ГреДеАкса

Модель ГреДеАкса Модель Баркина

Точечная модель направленного перераспределения масс Земли (Barkin, 2007)

Корреляции положения полюса оси направленного перераспределения масс Земли с аномалиями магнитного полюса, со структурой изменения поверхности океана и положением палеомагнитных полюсов.

Основные рабочие формулы

Определение долготы точечной массы:

Определение широты точечной массы:

Скорости вековых вариаций точечных масс:

Решение фундаментальных проблем геодинамики

3 Вариации коэффициентов геопотенциала

Наблюдаемый тренд и годовые вариации коэффициента второй гармоники геопотенциала J2 (Cheng, Shum, Tapley, 2004)

Модельные вариации коэффициентов геопотенциала

To explanation of fundamental geodynamical phenomena: Geopotential coefficients variations. 1 unit= 10(-11)1/yr. (Barkin, 2001).

Point model: m2=0.179x10(15) kg/yr, m1=0.043x10(15) kg/yr;

Модельные (расчетные) значения вековых вариаций коэффициентов зональных гармоник геопотенциала (Barkin, 2001)

Вековые вариации коэффициентов тессеральных гармоник геопотенциала (двухточечная модель)

4 Вековой дрейф полюса оси вращения Земли

Рис. Дрейф полюса в период 1900-1990 в направлении 72º9 з.д. с угловой скоростью 0”331±0”003 (1/век) (Gross, Vondrak, 1999). Наша модель: скорость дрейфа 0”321 (1/век), направление 75º7 з.д.

Вековой дрейф полюса оси вращения Земли

Вариации (колебания и тренды) координат полюса оси вращения Земли в период январь 20 1900 – январь 20 2005 (IERS)

5 Неприливное ускорение осевого вращения Земли

Stephenson, F.R. and Morrison, L.V. (1995) «Long term fluctuations in the Earth’s rotation: 700 BC to AD 1990», Phil. Trans. R. Soc. Lond., A, 351, p. 165-202.

To explanation of fundamental geodynamical phenomena: (Barkin, 2001) Earth’s axial acceleration; Earth’s pole secular drift; 1 unit= 10(-11)1/yr

6 Объяснение векового нарастания глобального уровня океана, средних уровней океана в северном и южном полушариях Земли и установление широтной зависимости среднего уровня по широтным поясам

Решение фундаментальных проблем геофизики

Баркин Ю.В. (2007) Глобальное возрастание среднего уровня океана и ошибочная трактовка роли тепловых факторов. «Геология морей и океанов: Материалы XVII Международной научной конференции (школы) по морской геологии». Т.IV. М.: ГЕОС. 2007. c. 18-20.

В северном полушарии средний уровень мирового океана возрастает со скоростью

Глобальный уровень мирового океана в современную эпоху возрастает со скоростью

2.45±0.32 мм/год 0.67±0.30 мм/год 1.61±0.36 мм/год

В южном полушарии средний уровень мирового океана возрастает со скоростью

Уровень океана. Климат.

Скорость нарастания уровня океана в зависимости от широты, средние скорости нарастания уровня океана в северном и южном полушариях в период 1980 - 2000 гг.

Предсказание и открытие векового S-N прилива

Баркин, 2005 2.47 мм/год (NH) 0.6 мм/год (SH)

Возрастание уровня океана в зависимости от широты

Проблема М.В. Ломоносов о смещениях притягивающего центра Земли

Спасибо за внимание!