張德勒
張德勒
Seth Carlo Chandler (1846~1913)
美國天文學家,1846年9月17日生於波士頓。1913年12月31日逝世。他早年曾在美國海岸測地局工作,併到阿根廷進行經度測量。1891年他分析全世界17個天文台3萬多次緯度觀測的資料,發現由於極移引起的緯度變化,除周年變化外,還存在14個月的周期變化。這種14個月的周期變化,很快就被證實是歐拉曾經預言過的地極自由擺動引起的。因
張德勒周期
Chandler motion
1765年,歐拉假設地球是絕對剛體,他證明,如果沒有外力矩的作用,自轉軸將在地球本體內圍繞慣量主軸作自由擺動,相應的地球瞬時極將圍繞慣性極作圓周運動,其周期為305恆星日,這就是歐拉周期。這是關於地極自由擺動的首次預言。地球瞬時極在地球表面的運動,使各地的緯度發生變化。1891年,美國張德勒分析了1837~1891年世界上 17個天文台的3萬多次緯度觀測結果,發現極移有兩個周期運動:一個周期為427天(近於14個月)的自由擺動,另一個周期為一年的受迫擺動。其中周期近於14個月的地極自由擺動稱為張德勒擺動,相應的周期稱為張德勒周期。
實際觀測到的張德勒周期比歐拉周期約長40%。紐康認為這種周期的延長約有四分之一是由海洋的運動引起的,而其餘部分是由地球的彈性變形造成的。因此,觀測緯度是測定地球彈性的一種很好的手段。張德勒擺動又是極移各分量中振幅最大的,因此,這些重要發現立即導致國際緯度服務這一機構的成立。正因為這樣,張德勒擺動成了天文學界和地球物理學界共同感興趣的重要課題,也是極移研究中最深入的課題。
觀測發現,張德勒擺動的參數有明顯的變化,對這個現象的解釋主要有兩種模型。一種是阻尼模型,認為張德勒運動的周期是唯一的和不變的。阻尼引起衰減,使頻帶變寬;同時又受到某種隨機激勵的作用,使擺動得到能量補償而維持下去。通常用品質因數Q來衡量運動的衰減。另一種模型是可變周期模型,認為張德勒運動的周期不是常數,而是可變化的。周期的變化可達4%,與此同時,振幅也有相關的變化。過去八十年來的觀測資料尚不足以分辨這兩種模型的細節,因而所得的結果就有很大的分歧。最近,根據國際時間局和國際極移服務以及都卜勒方法測定極移的資料,利用新的頻譜分析方法研究張德勒擺動,得出一些新的結果。還有不少研究人員用地震、大氣等因素解釋張德勒擺動的激發,用地幔中固體摩擦,用海洋、地幔和地核的電磁耦合等因素解釋阻尼和衰減。地極的張德勒周期與地球內部構造、物理性質、地球表面的物質運動等有密切關係。