引潮力与引潮力位的展开.ppt

引潮力及引潮力位的展开 陈 威 2016.5.16 [1] 许厚泽. 固体地球潮汐[M]. 湖北科学技术出版社, 2010. [2] 郗钦文, 侯天航. 新的引潮位完全展开[J]. 地球物理学报, 1987, 30(4):349-362. [3]郗钦文. 引潮位展开中的面球谐函数及其递推公式[J]. 地球物理学报, 1999(1):69-73. [4]郗钦文. 不同规格化的引潮位展开及其转换[J]. 地球物理学报, 2007, 50(1):111-114. 1883年英国的达尔文（G.H.Darwin）对海潮观测中长周期分量的数据进行比较，发现它只有理论值的2/3，他认为所损失的1/3是由于地球的固体表面发生与海水类似的周期性涨落所致，从而验证了固体潮的存在。20世纪50年代，随着精密仪器的出现，特别是有了精密重力仪，固体潮的观测和研究才有了实际的可能。1957年国际地球物理年期间，世界上开始了系统的固体潮观测和研究工作。 月球和太阳对地球的引力不但可以引起地球表面流体的潮汐（如海潮、大气潮），还能引起地球固体部分的周期性形变。太阳的质量虽然比月球的质量大，但月球同地球的距离比太阳同地球的距离近，月球的引潮力比太阳的引潮力大（前者是后者的2.25倍）。 受固体潮的影响，地面不停的变形，影响到各种测量数据的精确度 现在重力观测精度已达到微伽的量级，而重力潮汐变化影响的最大幅度可达±100微伽左右，故须加入改正。 卫星激光测距精度达到3厘米 ，而地面测站的垂直潮汐形变达到30～40厘米的幅度，必须加以改正。 对卫星轨道也有摄动作用，所以在卫星轨道设计中必须顾及这一影响。 固体潮使大地水准面的形状发生周期性的变化，局部发生倾斜，面上的重力值也发生变化。引潮力使地球各部分发生形变，并引起地球密度的变化，由此产生附加的引力位。 在天文学中，可用于研究地球自转、极移和岁差、章动等现象；在地球物理学中，可用于研究地球内部构造。 1.引潮力 平动--物体在运动过程中,其上任意两点的连线在各个时刻的位置始终平行的运动.如升降机的运动 对一切运动的描述,都是相对于某个参考系的.参考系选取的不同,对运动的描述,或者说运动方程的形式,也随之不同.人类从经验中发现,总可以找到这样的参考系：其时间是均匀流逝的,空间是均匀和各向同性的；在这样的参考系内,描述运动的方程有着最简单的形式.这样的参考系就是惯性系. 2.引潮力位 距离倒数的展开式 未知 是月亮的地心天顶距和太阳的地心天顶距 2.引潮力位展开 球面三角形余弦定理： 球面三角形任意边的余弦等于其他两边余弦的乘积加上这两边的正弦及其夹角余弦的连乘积。 4.拉普拉斯三种潮汐 天球坐标系中的赤纬 月球、太阳时角 在杜德森之后，引力位的研究基本按照两种途径发展： 一种是沿袭杜德森的展开方法，把潮汐表进一步扩充，包括考虑引潮位的四阶项以及除日、月之外的其他天体的影响，由于计算机的发展，在进行三角函数积化和差复杂推导时，采用计算机演绎的方法，这方面的代表工作包括地震预测所的郗钦文以及之后的Roosbeek等。 参考文献 [1] Qinwen X. The evaluation of the precision of the development of the tidal generating potential[J]. [2] Roosbeek F. RATGP95: a harmonic development of the tide‐generating potential using an analytical method[J]. Geophysical Journal International, 1996, 126(126):197-204. 另一种方法是由Cartwright等学者首创，利用日月的历表和直接方法，计算出时间序列然后进行频谱分析。 [1]Cartwright D E, Tayler R J. New Computations of the Tide-generating Potential[J]. Geophysical Journal International, 2010, 23(1):45–73. [2]Cartwright D E, Edden A C. Corrected Tables of Tidal Harmonics[J]. Geophysical Journal International, 1973, 33(3):253-264. **在空间大地测量领域一般采用天文历书直接计算引潮位**