<< 6.2 Tipy prilivnyh voln | Oglavlenie | 6.4 Kosmogonicheskoe znachenie prilivov >>
- 6.3.1 Variacii sily tyazhesti
- 6.3.2 Otkloneniya otvesnoi linii
- 6.3.3 Nablyudeniya deformacii zemnoi poverhnosti
- 6.3.4 Nablyudeniya za variaciyami skorosti vrasheniya Zemli
6.3 Nablyudeniya prilivnyh yavlenii na Zemle
Nablyudaemye prilivnye yavleniya na Zemle:
- -- morskie prilivy,
- -- variacii vysot zemnoi poverhnosti,
- -- variacii sily tyazhesti,
- -- variacii otklonenii otvesnoi linii,
- -- variacii uglovoi skorosti vrasheniya Zemli,
- -- deformacii zemnoi kory,
- -- kolebaniya urovnya podzemnyh vod.
Nablyudeniya za morskimi prilivami oslozhneny tem, chto na vysotu morskogo priliva vliyayut konfiguraciya beregov, temperatura i solenost' vody, klimaticheski usloviya. Uchest' vse eti faktory s neobhodimoi tochnost'yu -- ochen' slozhnaya zadacha. Dzh.Darvin nablyudal dolgoperiodicheskuyu sostavlyayushuyu morskogo priliva i poluchil, chto amplituda prilivnoi volny sostavlyaet vsego 2/3 ot raschetnoi.
Nablyudeniya variacii vysot zemnoi poverhnosti takzhe tehnicheski ochen' slozhnaya zadacha.
Pust' tochka 
lezhit na zemnoi poverhnosti. Cherez etu tochku prohodit
poverhnost' urovnya 
. Nevozmushennaya prilivami poverhnost' urovnya
prohodit cherez druguyu tochku, nazovem ee tochkoi 
. Vektor sily tyazhesti est'
otnoshenie prirasheniya potenciala k rasstoyaniyu mezhdu tochkami i . Dlya
opredelennosti budem schitat', chto tochka raspolozhena vyshe tochki , a
rasstoyanie mezhdu nimi ravno 
.
Togda
.
No
, poetomu
.
Vyrazhenie v skobkah ravno nulyu, tak kak po usloviyu i vozmushennyi potencial v
tochke i nevozmushennyi potencial v tochke
ravny odnoi i toi zhe postoyannoi 
.
Itak, prilivnaya variaciya vysoty poverhnosti urovnya dlya absolyutno tverdoi Zemli opredelyaetsya cherez prilivoobrazuyushii potencial sleduyushim obrazom
Soglasno (6.13) prilivnye kolebaniya poverhnosti urovnya mozhno vychislit' po formule
Poverhnost' Zemli, estestvenno, ne povtoryaet dvizhenii poverhnosti urovnya, hotya i "tyanetsya" za nei. V pervom priblizhenii mozhno schitat', chto kolebaniya poverhnosti Zemli proporcional'ny kolebaniyam poverhnosti urovnya
Takim obrazom, chislo 
est' uprugaya postoyannaya, kotoraya nazyvaetsya pervym chislom Lyava.
Pri deformacii Zemli proishodyat pereraspredelenie mass. Pri etom izmenyaetsya i sobstvennyi gravitacionnyi potencial planety. Predpolagaya, chto izmenenie potenciala proporcional'no prilivoobrazuyushemu potencialu, mozhno zapisat'
Postoyannaya 
est' vtoroe chislo Lyava.
Esli by Zemlya byla absolyutno tverdoi, to nikakih deformacii by ne bylo i obe uprugie postoyannye Lyava ravnyalis' by nulyu. V deistvitel'nosti pervoe chislo priblizitel'no ravno 0,5, a vtoroe 0,2.
6.3.1 Variacii sily tyazhesti
Obratimsya snova k formule (6.12). Chtoby poluchit' prilivnuyu variaciyu sily tyazhesti nuzhno prodifferencirovat' prilivoobrazuyushii potencial po radiusu Zemli, a znak proizvodnoi izmenit' na obratnyi, tak kak pri uvelichenii sily tyazhesti rastet komponenta sily, napravlennaya vnutr' Zemli.
V chastnosti, lunnyi priliv sozdaet variaciyu sily tyazhesti
Formula (6.21) daet vozmozhnost' vychislit' izmenenie sily tyazhesti tol'ko za
schet prilivoobrazuyushego potenciala, no ne uchityvaet togo fakta, chto vysota
pribora (gravimetra), s pomosh'yu kotorogo izmeryayutsya variacii, takzhe
izmenyatsya pod deistviem teh zhe prilivov. Izvestno. Chto s uvelicheniem vysoty
sila tyazhesti umen'shaetsya, takim obrazom proishodit usilenie variacii sily
tyazhesti ( priblizitel'no na 20%). Tak, esli prilivnaya variaciya sily
tyazhesti dlya tverdoi Zemli est'
, to istinnoi prilivnoi
variaciei budet
gde mnozhitel' 
nazyvaetsya del'ta faktorom.
Del'ta faktor postoyannye Lyava svyazany mezhdu soboi, v pervom priblizhenii, lineinoi zavisimost'yu
Kak my uzhe govorili, variacii sily tyazhesti izmeryayut special'nym gravimetrom, obladayushim ochen' vysokoi chuvstvitel'nost'yu. Takoi gravimetr obychno ne perenosyat iz odnoi tochki v druguyu. On ustanavlivaetsya stacionarno na special'nyh stanciyah, gde vedutsya nepreryvnye nablyudeniya za prilivami. V Moskovskom universitete takaya stanciya imeetsya v GAIShe v otdele gravitacionnyh izmerenii. Gravimetr svyazan s komp'yuterom, na kotorom vypolnyaetsya graficheskoe predstavlenie izmeneniya sily tyazhesti.
Formula (6.23) vyvedena pri uslovii, chto prilivnaya volna imeet ochen' bol'shoe period, to est' prakticheski -- eto staticheskii variant, kotorogo v deistvitel'nosti ne byvaet. Eksperimental'nye issledovaniya pokazali, chto uprugie postoyannye nel'zya schitat' postoyannymi velichinami: oni zavisyat ot perioda volny. Zavisimost' del'ta-faktora ot perioda prilivnoi volny yavlyaetsya ochen' sil'nym sredstvom dlya testirovaniya prinyatoi modeli planety.
6.3.2 Otkloneniya otvesnoi linii
Prilivnye sily izmenyayut ne tol'ko velichinu sily tyazhesti, no ee napravlenie, chto otklonyaet otvesnuyu liniyu. Formulu dlya ocenki otklonenii otvesnoi linii poluchim, esli prodifferenciruem izmenenie vysoty urovennoi poverhnosti po gorizontal'noi koordinate. Iz formuly (6.18) sleduet, chto ugol otkloneniya otvesnoi linii v ploskosti meridiana dlya absolyutno tverdoi Zemli raven
Soglasno Mel'hioru: dlya Luny
,
dlya Solnca
.
Nablyudeniya za otvesnoi liniei proizvodyat vysokochuvstvitel'nymi gorizontal'nymi mayatnikami na special'nom podvese, kotoryi pozvolyaet usilit' vliyanie nichtozhno malyh otklonenii vertikali otnositel'no zhestkogo osnovaniya. Primenyayut takzhe i vertikal'nye mayatniki, kotorye pomeshayut v skvazhiny. Vysokuyu chuvstvitel'nost' v etom sluchae obespechivaetsya special'nymi datchikami peremeshenii. Pribory, prednaznachennye dlya registracii variacii v napravlenii otvesnoi linii, nosyat nazvanie naklonomerov. V lyubom sluchae nepreryvno registriruetsya variacii vertikali otnositel'no opory. Ta, v svoyu ochered', takzhe podverzhena vliyaniyu prilivnyh sil, kotorye naklonyayut opornuyu ploshadku. Esli by Zemlya byla absolyutno zhidkoi, naklon ee poverhnosti sovpal by s poverhnost'yu urovnya, nikakoi pribor ne sumel by otmetit' otklonenie otvesnoi linii. Dlya absolyutno tverdoi Zemli otklonenie otvesnoi linii mozhno vychislit' po formule (6.24). Ochevidno, chto dlya real'noi Zemli eto otklonenie nuzhno vychislyat' s uchetom uprugosti, to est' nuzhno snova vvesti faktor
Mezhdu gamma-faktorom i chislami Lyava takzhe imeetsya svyaz'
Odnako, gamma-faktor ne yavlyaetsya global'noi harakteristikoi planety, a skoree otrazhaet mestnye geologicheskie osobennosti. V chastnosti, v Yaponii delayutsya popytki ispol'zovat' nablyudeniya za variaciyami otklonenii otvesa dlya predskazaniya zemletryasenii.
6.3.3 Nablyudeniya deformacii zemnoi poverhnosti
Pod deistviem prilivnyh sil otdel'nye regiony zemnoi poverhnosti rastyagivayutsya, drugie -- szhimayutsya. Velichinu takih deformacii mozhno izmerit' s pomosh'yu priborov, kotorye nazyvayutsya ekstensometrami (deformografami). V rasporyazhenii otdela gravitacionnyh izmerenii GAISh (rukovoditel' prof.V.N.Rudenko) imeetsya lazernyi deformograf, smontirovannyi v shtol'ne Baksanskoi observatorii GAISh. On prednaznachen dlya obnaruzheniya vozmozhnogo proyavleniya gravitacionnyh voln, prishedshih iz dalekogo Kosmosa. No na nego, v pervuyu ochered', vliyayut prilivnye deformacii zemnoi kory, kotorye v znachitel'noi stepeni zavisyat ot lokal'nyh osobennostei mestnyh uslovii (ot geologii).
6.3.4 Nablyudeniya za variaciyami skorosti vrasheniya Zemli
Nablyudeniya za vrasheniem Zemli otnositel'no zvezd mogut byt' tol'ko
astronomicheskimi. V proshlye gody etim zanimalis' Sluzhby Vremeni, kotorye
opredelyali momenty peresecheniya zvezdami nebesnogo meridiana. Etoi celi
sluzhil passazhnyi instrument. Teper' poyavilis' novye sredstva, pozvolyayushie
sushestvenno uvelichit' tochnost' nablyudenii -- eto radioastrometricheskie
instrumenty i, prezhde vsego, RSDB -- radioteleskopy so sverhdlinnoi bazoi.
Nablyudeniya dalekih radioistochnikov, raspolozhennyh v drugih galaktikah,
pozvolilo uvelichit' tochnost' nablyudenii pochti na tri poryadka. S pomosh'yu etih
zhe nablyudenii, opredelyayut koordinaty polyusov na zemnoi poverhnosti.
Znachitel'nyi vklad v problemu povysheniya tochnosti astronomicheskih nablyudenii
vnesli navigacionnye sputniki (GPS), lazernye nablyudeniya za special'nymi
sputnikami. Koroche govorya, problema opredeleniya skorosti vrasheniya Zemli
reshaetsya sovmestno s drugimi problemami, kotorye ob'edinyayutsya pod nazvaniem
geodinamiki. Eti nablyudeniya pozvolyayut opredelit' odnu iz global'nyh harakteristik
uprugosti planety Zemlya, a imenno postoyannuyu Lyava , kotoraya opredelyaet odnu
iz glavnyh zonal'nyh garmonik prilivnyh deformacii Zemli, otvetstvennoi za
periodicheskie izmeneniya momenta inercii planety.
<< 6.2 Tipy prilivnyh voln | Oglavlenie | 6.4 Kosmogonicheskoe znachenie prilivov >>
|
Publikacii s klyuchevymi slovami:
gravimetriya - geofizika - solnechnaya sistema - seismologiya
Publikacii so slovami: gravimetriya - geofizika - solnechnaya sistema - seismologiya | |
Sm. takzhe:
Vse publikacii na tu zhe temu >> | |
