Úvodní strana  >  Články  >  Sluneční soustava  >  Výzkumy v ASU AV ČR (90): Nové určení periody pohybu zemského pólu

Výzkumy v ASU AV ČR (90): Nové určení periody pohybu zemského pólu

Jedna souřadnice pohybu zemského pólu v letech 1962 až 2011 dobře zachycuje oscilace související se studovanou Chandlerovou periodou. Vyznačeny jsou i pozice nepravidelných geomagnetických záškubů.
Autor: Observatory Paris Meudon

Jan Vondrák a Cyril Ron z ASU společně s Yavorem Chapanovem z Bulharska se zabývali pohybem zemské rotační osy v zemském tělese. Zjistili, že na periodu tohoto pohybu mají měřitelný vliv geomagnetické záškuby, jejichž podstata není doposud zcela objasněna. Práce ukazuje, že i zdánlivě nedůležité jevy mohou mít měřitelný vliv na pozici rotační osy v naší planetě. 

Zemi je možné považovat za volný setrvačník a také se na ni vztahují příslušné rovnice. Působením vnějších vlivů se může poloha rotační osy takového setrvačníku v prostoru měnit. Naše planeta také není ideálně tuhá, některé její vrstvy se dokonce zcela běžně přesunují na velké vzdálenosti. Řeč je o atmosféře a oceánech. Svůj vliv má i plasticita nitra Země. V důsledku tohoto se může měnit poloha rotační osy v rámci zemského tělesa. Přesuny hmot lokálně přenášejí moment hybnosti, celkový moment hybnosti se však musí zachovávat.

Pohyb zemského pólu byl poprvé předpovězen již v 18. století Eulerem. O více než sto let později Seth Chandler objevil, že tento pohyb je cyklický s dvěma hlavními periodami kolem 430 a 365 dnů. Hlavní perioda se označuje jako Chandlerova. Od roku 1899 je pohyb pólu velmi přesně monitorován, nejprve optickou astrometrií, posléze pak technikami kosmické geodézie. 

A aby toho nebylo málo, má naše Země ještě navíc magnetické pole, jež je zakořeněno v jejích hlubinách a toto magnetické pole se mění vnějšími vlivy, zejména působením Slunce. Některé události, označují se jako geomagnetické záškuby, se pak projevují vlivem na moment hybnosti. Přesná fyzikální vazba mezi geomagnetosférou a polohou pólu však není dobře vysvětlena. 

Mnoho studií se zabývalo stanovením hodnoty Chandlerovy periody i jejím Q-faktorem, který úzce souvisí s tlumením po excitaci. Fyzikální představa v pozadí je taková, že změna polohy zemské osy v zemském tělese je odezvou na vnější vybuzení (excitaci), které, pokud se pravidelně opakuje, povede k cyklickému chování. Q-faktor pak určuje, jak dlouho působí vliv této excitace. 

Různé studie docházely k různým výsledkům, jež se dokonce v rámci chybových intervalů tu a tam rozcházely. Nejčastěji se používají dvě třídy metod – metody přímé, „přímo“ porovnávající řadu geofyzikálních excitací s časovou změnou polohy pólu, a metody nepřímé, spočívající v integraci fyzikálních rovnic popisujících excitace a jejich porovnání s polohou pólu. 

Jan Vondrák a Cyril Ron z ASU šli cestou nepřímé metody, když integrovali rovnice popisující vliv geofyzikálních (atmosférických a oceánských) excitací, jejichž časový vývoj převzali z modelu ERA, a to v rozsahu let 1974 až 2014. Zcela nově však do modelu zahrnuli i devět geomagnetických záškubů, k nimž v tomto období došlo. Zatímco vlivy atmosféry a oceánu jsou téměř periodické, geomagnetické záškuby jsou zcela nepravidelné a způsobují tak náhlé skokové posuny polohy pólu. Úlohu autoři řešili numericky. 

Porovnání s reálnou pozicí pólu zemské rotační osy pak dává informaci o kvalitě popisu prostřednictvím rovnic modelu. Autoři ukazují, že kvalita fitu skutečné pozice zemského pólu je výrazně vyšší, pokud jsou v rovnicích ponechány členy obsahující zmíněné geomagnetické záškuby. Určená hodnota Chandlerovy periody pro studované období je 432,86±0,04 dne. Současně klesá hodnota Q-faktoru, což v praxi znamená, že vliv každého vnějšího „štouchu“, ať už od přesunů hmot nebo od geomagnetických záškubů, ze ztrácí rychleji, než se doposud myslelo. Hodnota Q-faktoru činí 35,0±0,3 oproti 83±1, pokud jsou záškuby ignorovány. 

Práce tedy ukazuje důležitost vlivu geomagnetického pole na polohu rotační osy Země. Jan Vondrák a kolegové ukazují, že amplituda změn vyvolaných nepravidelně se vyskytujícími geomagnetickými záškuby je srovnatelná s amplitudou vyvolanou přesuny hmot v atmosféře nebo hydrosféře a není ji tedy možné zanedbat. 

REFERENCE

Vondrák, J., Ron, C. a Chapanov, Y., New determination of period and quality factor of Chandler wobble, considering geophysical excitations, Advances in Space Research 59 (2017) 1395-1407

KONTAKT

Ing. Jan Vondrák, DrSc., dr. h. c.
Oddělení galaxií a planetárních systémů Astronomického ústavu AV ČR
Email: jan.vondrak@asu.cas.cz

Zdroje a doporučené odkazy:
[1] Oddělení galaxií a planetárních systémů ASU

Převzato: Astronomický ústav AV ČR, v. v. i.



Seriál

  1. Na čem se pracuje v Ondřejově (1): Objev prvních B[e] nadobrů v Galaxii v Andromedě
  2. Na čem se pracuje v Ondřejově (2): Meteority Příbram a Neuschwanstein nedoprovázejí malá tělesa
  3. Na čem se pracuje v Ondřejově (3): Cesta k seismologii slunečních protuberancí
  4. Na čem se pracuje v Ondřejově (4): Předpověď slupky v galaxii NGC3923: cesta k ověření alternativní teorie gravitace?
  5. Na čem se pracuje v Ondřejově (5): Zašpinění bílí trpaslíci s magnetickým polem
  6. Na čem se pracuje v Ondřejově (6): Proudění plazmatu kolem slunečních skvrn
  7. Výzkumy na AsÚ AV ČR (7): SPLAT - mocný nástroj pro zobrazení a jednoduchou analýzu spekter
  8. Výzkumy na AsÚ AV ČR (8): Druhotná tvorba hvězd ve vznikajících galaxiích a hmotných hvězdokupách
  9. Výzkumy na AsÚ AV ČR (9): Hvězda v prachové obálce v okolí černé veledíry
  10. Výzkumy na AsÚ AV ČR (10): Střižné proudění ve sluneční atmosféře jako generátor elektrického pole
  11. Výzkumy na AsÚ AV ČR (11): Komplikovaná rotace planetky Apophis ovlivňuje její let Sluneční soustavou
  12. Výzkumy na AsÚ AV ČR (12): Protony slunečního větru ve vzdálenosti jedné astronomické jednotky od Slunce
  13. Výzkumy na AsÚ AV ČR (13): Chladný plyn v mezigalaktickém prostoru vytržen z galaxie ESO 137-001
  14. Výzkumy v AsÚ AV ČR (14): Bílá erupce pozorovaná spektrografem IRIS
  15. Výzkumy v AsÚ AV ČR (15): Be hvězda v těsné dvojhvězdě s horkým podtrpaslíkem
  16. Výzkumy v AsÚ AV ČR (16): Vliv rotačního směšování a metalicity na ztrátu hmoty hvězdným větrem
  17. Výzkumy v AsÚ AV ČR (17): Osiřelé penumbry jako testovací materiál pro teorii slunečních skvrn
  18. Výzkumy v AsÚ AV ČR (18): Detailní modely gravitačního pole Země
  19. Výzkumy v AsÚ AV ČR (19): Nejpřesněji určené parametry binární planetky
  20. Výzkumy v AsÚ AV ČR (20): Jasná Perseida s neobvykle vysokou počáteční výškou
  21. Výzkumy v AsÚ AV ČR (21): Prostorové mapování galaktického centra pomocí rentgenové polarimetrie
  22. Výzkumy v AsÚ AV ČR (22): Vliv atmosféry a oceánů na polohu rotační osy Země
  23. Výzkumy v AsÚ AV ČR (23): Analytický model Birkelandových proudů
  24. Výzkumy v AsÚ AV ČR (24): Ověřování zákrytového modelu proměnných aktivních galaktických jader
  25. Výzkumy v AsÚ AV ČR (25): Urychlování elektronových svazků ve slunečních erupcích
  26. Výzkumy v AsÚ AV ČR (26): Jak rotují kometární meteoroidy?
  27. Výzkumy v AsÚ AV ČR (27): Odhalovaná tajemství hvězdy se závojem
  28. Výzkumy v AsÚ AV ČR (28): Hvězdný vítr v dvojhvězdě s kompaktní složkou
  29. Výzkumy v AsÚ AV ČR (29): Rozšiřování magnetických trubic nad slunečními aktivními oblastmi
  30. Výzkumy v AsÚ AV ČR (30): Jak souvisejí astrosféry a astroohony s urychlováním částic kosmického záření?
  31. Výzkumy v AsÚ AV ČR (31): Dlouhodobé změny aktivity kataklyzmické proměnné V1223 Sgr
  32. Výzkumy v AsÚ AV ČR (32): Upřesnění základních parametrů planetky Apophis
  33. Výzkumy v AsÚ AV ČR (33): Možnosti měření magnetických polí ve sluneční chromosféře, přechodové oblasti a koróně
  34. Výzkumy v AsÚ AV ČR (34): Oblak G2 přežil průlet kolem centra Galaxie a je zřejmě mladou hvězdou
  35. Výzkumy v AsÚ AV ČR (35): Mateřské těleso meteoritu Čeljabinsk opět neznámé
  36. Výzkumy v AsÚ AV ČR (36): Nové dvojhvězdy s horkou podtrpasličí hvězdou a vlastnosti této populace hvězd
  37. Výzkumy v AsÚ AV ČR (37): Rekonstrukce vzhledu aktivního galaktického jádra
  38. Výzkumy v AsÚ AV ČR (38): Simulace chování astrofyzikálního plazmatu v extrémních podmínkách
  39. Výzkumy v AsÚ AV ČR (39): Drakonidy 2011 z letadla
  40. Výzkumy v AsÚ AV ČR (40): Kapitoly v učebnici Asteroids IV i od pracovníků AsÚ
  41. Výzkumy v AsÚ AV ČR (41): Balíček programů pro analýzu nemaxwellovských rozdělovacích funkcí částic ve sluneční atmosféře
  42. Výzkumy v AsÚ AV ČR (42): Tajemná povaha rentgenového zdroje Her X-1
  43. Výzkumy v ASU AV ČR (43): Vznik penumbry sluneční skvrny v přímém přenosu
  44. Výzkumy v ASU AV ČR (44): Rekurentní novy v galaxii M 31
  45. Výzkumy v ASU AV ČR (45): Možná naleziště ropy v Perském zálivu z gravitačních modelů
  46. Výzkumy v ASU AV ČR (46): Mohou být hvězdné pulsace zdrojem proměnnosti hvězdného větru?
  47. Výzkumy v ASU AV ČR (47): O původu meteorického roje Kvadrantid
  48. Výzkumy v ASU AV ČR (48): ALMA bude pozorovat i Slunce
  49. Výzkumy v ASU AV ČR (49): Vliv rentgenového záření na charakter hvězdných větrů v dvojhvězdách s hmotnou komponentou
  50. Výzkumy v ASU AV ČR (50): Turbulence plazmatu a kinetické nestability v expandujícím slunečním větru
  51. Výzkumy v ASU AV ČR (51): Vzhled rázové vlny hvězdy při průletu kolem centra Galaxie
  52. Výzkumy v ASU AV ČR (52): Mění srážky tvar planetek?
  53. Výzkumy v ASU AV ČR (53): Udržely póry sluneční cyklus v době Maunderova minima?
  54. Výzkumy v ASU AV ČR (54): Supererupce na hvězdě DG CVn
  55. Výzkumy v ASU AV ČR (55): Souvislost oblaků CO s obálkami HI v Mléčné dráze
  56. Výzkumy v ASU AV ČR (56): Nárůst kontinua ve slunečních erupcích – nové možnosti jejich předpovědí?
  57. Výzkumy v ASU AV ČR (57): Katalog videí dokumentujících pád bolidu Čeljabinsk
  58. Výzkumy v ASU AV ČR (58): Tisícileté cykly střední výšky světového oceánu
  59. Výzkumy v ASU AV ČR (59): Model expanze oblaků ve slunečním větru
  60. Výzkumy v ASU AV ČR (60): Detekce dopadů zemských miniměsíců
  61. Výzkumy v ASU AV ČR (61): Lze ze spektra aktivního galaktického jádra usoudit na povahu jeho zdroje?
  62. Výzkumy v ASU AV ČR (62): Lze pozorovat ohřev koróny nanoerupcemi?
  63. Výzkumy v ASU AV ČR (63): Neobvyklá rotace trpasličí galaxie je důsledkem nedávné srážky
  64. Výzkumy v ASU AV ČR (64): Přímé pozorování klouzavé rekonexe dalekohledem GREGOR
  65. Výzkumy v ASU AV ČR (65): Složky těsné vizuální dvojhvězdy 1 Del rozlišeny spektroskopicky
  66. Výzkumy v ASU AV ČR (66): Příčky v galaxiích jako důsledek vzájemného slapového působení
  67. Výzkumy v ASU AV ČR (67): Neobvyklé chemické složení zašpiněného bílého trpaslíka
  68. Výzkumy v ASU AV ČR (68): Hustota průmětů drah umělých družic Země na zemském povrchu a přesnost parametrů gravitačního pole Země
  69. Výzkumy v ASU AV ČR (69): Vlastnosti plazmatu ve slunečních protuberancích
  70. Výzkumy v ASU AV ČR (70): Útok létajících hadů - mohou vodíkové proudy fragmentovat na izolované oblaky vodíku?
  71. Výzkumy v ASU AV ČR (71): Vlastnosti satelitů planetek
  72. Výzkumy v ASU AV ČR (72): Rentgenová aktivita polaru AM Herculis
  73. Výzkumy v ASU AV ČR (73): Analýza spektra bolidu Benešov
  74. Výzkumy v ASU AV ČR (74): Když gravitační síla soupeří s elektromagnetickou – Elektricky nabitá látka v okolí zmagnetizované černé díry
  75. Výzkumy v ASU AV ČR (75): Co nám říkají erupce A hvězd o korónách G hvězd?
  76. Výzkumy v ASU AV ČR (76): Deset let optických dosvitů gama záblesků dalekohledy BOOTES
  77. Výzkumy v ASU AV ČR (77): Zdroje záření Lyman-α: Klíč k pochopení minulosti vesmíru?
  78. Výzkumy v ASU AV ČR (78): Hvězdné větry neobvyklých horkých hvězd
  79. Výzkumy v ASU AV ČR (79): Binární bílý trpaslík s magnetickou složkou
  80. Výzkumy v ASU AV ČR (80): Vznik druhé generace hvězd v hustých hvězdokupách
  81. Výzkumy v ASU AV ČR (81): Detekce sopek pod ledovým příkrovem Antarktidy
  82. Výzkumy v ASU AV ČR (82): Pozoruhodný vývoj sluneční póry
  83. Výzkumy v ASU AV ČR (83): Problémy zobrazování vícerozměrných astrofyzikálních dat
  84. Výzkumy v ASU AV ČR (84): Rumunský superbolid byl z neobvyklého materiálu
  85. Výzkumy v ASU AV ČR (85): Fragmentace plynných obálek a vznik dalších generací hvězd
  86. Výzkumy v ASU AV ČR (86): Vzplanutí typu zebra jako diagnostika vlastností plazmatu
  87. Výzkumy v ASU AV ČR (87): Zrcadlová nestabilita v turbulentním slunečním větru
  88. Výzkumy v ASU AV ČR (88): Molekulární plyn v „kometárním“ ohonu galaxie
  89. Výzkumy v ASU AV ČR (89): Jsou aktivní galaktická jádra podobná rentgentovým dvojhvězdám?
  90. Výzkumy v ASU AV ČR (90): Nové určení periody pohybu zemského pólu
  91. Výzkumy v AsÚ AV ČR (91): Prášící supernovy a přebytek infračerveného záření u mladých hvězdokup
  92. Výzkumy v ASU AV ČR (92): Mohou neutronové hvězdy za magnetismus černých veleděr?
  93. Výzkumy v ASU AV ČR (93): Videometeory jako nástroj určení orbit meteoroidů
  94. Výzkumy v ASU AV ČR (94): Kouřové kroužky ve slunečních erupcích
  95. Výzkumy v ASU AV ČR (95): Nalezneme kolem B[e] nadobra pastýřské planety?
  96. Výzkumy v ASU AV ČR (96): Prostorová rekonstrukce protuberance typu tornádo
  97. Výzkumy v ASU AV ČR (97): Globální modely hvězdného větru odhalují menší hmotnostní ztráty horkých hvězd
  98. Výzkumy v ASU AV ČR (98): Je rychlý trpaslík pozůstatkem nepovedeného výbuchu supernovy?
  99. Výzkumy v ASU AV ČR (99): Polarizace rentgenového záření umožní na dálku změřit černou veledíru
  100. Výzkumy v ASU AV ČR (100): Na čem jsme prozatím pracovali…
  101. Výzkumy v ASU AV ČR (101): Hvězdná erupce během planetárního tranzitu
  102. Výzkumy v AsÚ AV ČR (102): Jak zvážit černou veledíru pomocí rentgenových záblesků
  103. Výzkumy v ASU AV ČR (103): O vzniku kulových hvězdokup
  104. Výzkumy v ASU AV ČR (104): Bílé erupce pozorované nad okrajem slunečního disku
  105. Výzkumy v ASU AV ČR (105): Polární výtrysky v okolí černých děr
  106. Výzkumy v ASU AV ČR (106): Pohled na hvězdu se závojem po dvou letech
  107. Výzkumy v ASU AV ČR (107): Co rozlišuje umbru od penumbry sluneční skvrny?
  108. Výzkumy v ASU AV ČR (108): `Oumuamua má excitovanou rotaci
  109. Výzkumy v ASU AV ČR (109): Dlouhodobá aktivita kataklyzmické proměnné QU Carinae
  110. Výzkumy v ASU AV ČR (110): Model přechodové vrstvy ve sluneční atmosféře
  111. Výzkumy v ASU AV ČR (111): Vznik malých železných meteorů
  112. Výzkumy v ASU AV ČR (112): Proudění plazmatu v okolí slunečních filamentů
  113. Výzkumy v ASU AV ČR (113): Studium horkých podtrpaslíků
  114. Výzkumy v ASU AV ČR (114): Efekty obecné relativity v rentgenovém záření aktivních galaktických jader
  115. Výzkumy v ASU AV ČR (115): Původ viditelného záření ve hvězdných supererupcích
  116. Výzkumy v ASU AV ČR (116): Opticky tmavé oblaky neutrálního vodíku
  117. Výzkumy v ASU AV ČR (117): MOND vysvětluje některé neobvyklé vlastnosti místní skupiny galaxií
  118. Výzkumy v ASU AV ČR (118): Nová metoda určení parametrů volné nutace zemského jádra
  119. Výzkumy v ASU AV ČR (119): Pád plazmového oblaku ve sluneční atmosféře jako zdroj rádiového záření
  120. Výzkumy v ASU AV ČR (120): Dlouhodobá aktivita hvězdy X Serpentis po výbuchu novy
  121. Výzkumy v ASU AV ČR (121): Analytický model ztráty plynu v galaxiích vnějším dynamickým tlakem
  122. Výzkumy v ASU AV ČR (122): Velmi hmotné hvězdy v přechodových stádiích v galaxii M33
  123. Výzkumy v ASU AV ČR (123): Prašný vulkanismus supernov
  124. Výzkumy v AsÚ AV ČR (124): Velmi husté poerupční smyčky pozorované sondou SDO
  125. Výzkumy v AsÚ AV ČR (125): Překvapivě nepoškozená galaktická velebublina


O autorovi

Michal Švanda

Michal Švanda

Doc. Mgr. Michal Švanda, Ph. D., (*1980) pochází z městečka Ždírec nad Doubravou na Českomoravské vrchovině, avšak od studií přesídlil do Prahy a jejího okolí. Vystudoval astronomii a astrofyziku na MFF UK, kde poté dokončil též doktorské studium ve stejném oboru. Zabývá se sluneční fyzikou, zejména dynamickým děním ve sluneční atmosféře, podpovrchových vrstvách a helioseismologií a aktivitou jiných hvězd. Pracuje v Astronomickém ústavu Akademie věd ČR v Ondřejově a v Astronomickém ústavu Matematicko-fyzikální fakulty Univerzity Karlovy v Praze, kde se v roce 2016 habilitoval. V letech 2009-2011 působil v Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung v Katlenburg-Lindau v Německu. Astronomií, zprvu pozorovatelskou, posléze spíše „barovou“, za zabývá od svých deseti let. Před začátkem pracovní kariéry působil v organizačním týmu Letní astronomické expedice na hvězdárně v Úpici, z toho dva roky na pozici hlavního vedoucího. Kromě astronomie se zajímá o letadla, zejména ta s více než jedním motorem a řadou okýnek na každé straně. Více o autorovi na jeho webových stránkách svanda.astronomie.cz.

Štítky: Země, Pohyb pólu, Astronomický ústav AV ČR


46. vesmírný týden 2018

46. vesmírný týden 2018

Přehled událostí na obloze od 12. 11. do 18. 11. 2018. Měsíc bude v první čtvrti. Merkur je po elongaci obtížně viditelný. Venuše je vidět za svítání i ve dne. Saturn je večer nízko na jihozápadě a Mars v okolí jižního obzoru. Večer jsou vidět také Neptun ve Vodnáři a Uran v Rybách. Tauridy opět přichystaly nějaké bolidy. Don Machholz objevil po dlouhých letech kometu vizuálně. Pozorovat můžeme i slabší kometu v Andromedě. Doporučit můžeme další zákryt hvězdy planetkou Leda. Raketa Electron konečně vykonala komerční start. Před 280 lety se narodil William Herschel, mimo jiné objevitel planety Uran.

Další informace »

Česká astrofotografie měsíce

Temná mračna v souhvězdí Kefea (VdB150, VdB152)

Titul Česká astrofotografie měsíce za září 2018 obdržel snímek „Temná mračna v souhvězdí Kefea“ Evžena Brunnera     Souhvězdí Kefea je souhvězdím na první pohled nenápadným. Mnoho z „neastronomů“ možná ani neví, že existuje. A astronom? Ten nás většinou odbude větou typu:

Další informace »

Poslední čtenářská fotografie

Měsíc a Saturn v konjunkci

Další informace »