chandler摆动周期和q值对激发函数估计与比较的影响

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1、维普资讯http://www.cqvip.com中国科学院上海天文台年刊20O2年第23期ANNAISOFSHANGHA10BSERVA咖YACADl!ⅡASⅡ【ICAf．23．20O2Chandler摆动周期和Q值对激发函数估计与比较的影响*廖德春廖新浩周永宏(中国科学院上海天文台，上海20OO3O)(中国科学院国家天文台，北京100012)提要用1984—1999年期间的地极坐标序列和两个大气角动量序列，分析了不同Ch~dlel-周期和品质因子p的取值对Ch~dler摆动观测激发的功率谱密度，以及观测激发与大气激

2、发之间的相干系数和相干相位的影响。结果表明，不同Ch~dler周期和品质因子p的取值对观测激发的功率谱密度，以及观测激发与大气激发之间的相干系数有很大影响。因此，在分析Ch~dlel-摆动的观测激发与地球物理激发的关系时，不能仅以观测激发与某个地球物理激发序列(如大气激发)的更好逼近来选择Chandler摆动的最佳周期，因为Chandler摆动是多种地球物理激发共同作用的结果。主题词：地极移动一大气激发一Chandler周期一品质因子Q分类号：P127．41引言Chandler摆动是地极移动的一个主要分量。自Chan

3、dler摆动被发现以来，对Chandler摆动的周期(P)以及固体地球在Chandler频率上的品质因子p作了许多理论上的分析和实际的测定。表1就是上一世纪用经典光学观测和近代空间技术观测资料对P和Q值进行测定的有代表性的结果。在表列结果中，除了因为使用早期序列较短、精度较低的天文观测资料(N0．1)和虽然使用近代空间技术观测但资料年限较短(N0．7)之外，各作者的P测定结果是相当一致的(平均为433．7天)。Chandler摆动是地球的一种自由振荡。如果没有阻尼的话，这种自由振荡将始终如初；如果存在阻尼而没有能量补

4、充的话，自由振荡将很快衰减殆尽。然而观测表明，Chandler摆动既没有始终如初，也没有衰减殆尽。因此，Chandler摆动的阻尼和激发机制一直是天文地球动力学、地球物理学和其他领域研究者广泛感兴趣的课题。20O2年2月4日收到．*国家自然科学基金重点项目(19833030、10133010)、国家自然科学基金项目(19973011)、上海市科技发展基金项目(JC14012)资助．维普资讯http://www.cqvip.com第23期Chandler摆动周期和口值对激发函数估计与比较的影响13表120世纪对Chan

5、dler摆动周期和Q值的部分测定结果Table1SomeresultsoftheChandlerperiodandQdeterminedin2Othcentury*本表取自Furuya&Chao(1996)⋯描述地极移动的线性化刘维方程是1’——+m=’(1l)，册。式中，i为虚数单位，m=m+im：=—iy为地极移动的复数表示，其中，，y为地极坐标，m为m的时间变化率；=。+i：为激发函数，册为Chandler圆频率，且∞=2／P册(1+i／2Q)，P凹为Chandler摆动周期，Q为反映地幔耗散特性的品质因子。将

6、观测得到的地极坐标序列，以及选定的P册和Q值代入(1)式，可以求得地极移动的激发函数(以下简称观测激发)。根据在忽略外力矩的情况下，地球系统总角动量守恒的假设和地球系统内部各圈层之间的角动量交换原理，发生在地球系统各圈层中的质量重新分布和相对运动都会改变固体地球的动力学性质和运动状态，从而引起地球自转(极移和日长)变化。因此，地极移动的激发函数也可以从分析大气、海洋、水文以及核幔相互作用等动力学过程进行估计，并称它们为地球物理激发。把来自地球物理的激发函数与观测激发进行比较，就可以进一步研究它们之间的动力学关系和相互

7、作用的物理过程。最近在一些分析Chandler摆动激发与大气激发的文献中看到，有些作者将Chandler周期P凹取为431天，其根据之一是，此时Chandler摆动的观测激发与大气激发符合得更好。显然，这个P∞值与表1所列的多数结果不一致。在文[3]中，我们详细分析了．1985—1995年期间Chandler摆动的海洋和大气激发与观测激发之间的关系。在本文中我们将考察不同P册和Q的取值对Chandler摆动的观测激发，以及对观测激发与地球物理激发比较结果的影响。2资料和预处理本工作所分析的地极坐标序列、海洋角动量序列

8、和大气角动量序列与文_3相同，简述如下。用于计算地极移动观测激发的地极坐标是COMB2000序列(1962—20o0)，它是由经典天文观测和现代空间技术观测确定的地极坐标经卡尔曼滤波后得到的，包含5天间隔的地极坐标，y和它们的变化率，y。将这些数据以及不同的Chandler周期P和反映地幔耗散作用的品质因子Q代入(1)式，可以计算得到不同的观测