Введение 3
1. Сведения о параметрах вращения Земли 4
1.1 Вращение Земли и вариации ее движения 4
1.1.1 Вариации продолжительности суток 6
1.1.2 Движение географических полюсов 9
1.1.3 Прецессионно-нутационное движение 11
1.2 Теория Миланковича 17
1.3 Выводы 19
2. Спектры параметров вращения Земли и их анализ 20
2.1 Спектральный анализ 20
2.2 Спектр движения полюса Земли 23
2.3 Спектр нутации-прецессии 28
2.4 Изменение координат станции ГНСС наблюдений 31
2.5 Изменение долготы суток 33
2.6 Выводы 35
3. Вариации температуры и влагосодержания в приземном слое
атмосферы Земли 36
3.1 Спектр приземной температуры 36
3.2 Спектр приземного влагосодержания 38
3.3 Инсоляция 39
3.3.1 Геометрические параметры инсоляции 40
3.3.2 Инсоляция Земли 41
3.3.3 Выводы 45
Заключение 47
Список литературы
В данной магистерской диссертации автором исследованы и проанализированы данные изменений основных параметров вращения Земли, а также приходящей Солнечной радиации, температуры и влагосодержания в атмосфере для пункта Казань.
Актуальность данной работы обусловлена тем, что согласно известным астрономическим теориям переменности климата, изменения положения земной оси в пространстве, а также вариации вращения Земли, происходящие вследствие перемещения масс в теле планеты, должны приводить к изменениям в количестве приходящей солнечной радиации на заданной параллели или, в нашем случае, точке поверхности. С появлением в XX веке сравнительно точных методик наблюдения и прогнозирования вариаций геодинамических параметров, мы получаем возможность проверить справедливость предположений и наличие короткопериодических с точки зрения геодинамики (от суток до 10лет) вариаций.
Цель работы:
• Исследовать вариации в параметрах вращения Земли. Выделить общие закономерности в вариациях средних значений температур и влагосодержания в пункте Казань по рядам многолетних наблюдений (1962 г.-2015 г.).
Задачи работы:
• Рассчитать спектры вариаций параметров вращения Земли и спектр вариаций координат станции наблюдения Казань (KZN/KZN2).
• Рассчитать приходящий поток солнечной радиации (инсоляцию) в указанный пункт наблюдений.
• Выделить общие закономерности в вариациях геодинамических параметров и значениях среднегодовых температур и влагосодержания в атмосфере.
В ходе работы были исследованы вариации в параметрах вращения Земли, выделены общие закономерности в вариациях средних значений температур и влагосодержания.
• Рассчитаны спектры вариаций параметров вращения Земли по рядам многолетних наблюдений (1962 г.-2015 г.).и спектр вариаций координат станции наблюдения Казань (KZN/KZN2). В спектрах параметров вращения Земли были обнаружены следующие значимые периодичности с масштабами: 1год, 0.5 год, 1.2 года. В спектрах так же были обнаружены близкие по масштабу или кратные периодичности: 18 лет, 6 и 7 лет, 128 и 124 сут., 73 и 32.8 сут., 27.3 и 27 сут., 13.9 и 14.6 сут. (для прецессии-нутации и долготы суток соответственно). Кроме того, были обнаружены значимые периодичности, встречающиеся только в спектре каждого отдельного параметра: 2.5 и 3 года в движении полюса Земли; 9 лет и 11 суток в прецессии-нутации; 9.45 суток, 7.3 суток, 5.48 суток в спектре изменения долготы суток.
• Рассчитан поток приходящей солнечной радиации (инсоляции) в указанный пункт наблюдений, получен спектр вариаций инсоляции, в котором можно выделить следующие значимые периодичности: 4.1 года, 1 год, 180 суток, 128 суток, 90 суток.
• Выделены общие закономерности в вариациях геодинамических параметров и значениях среднегодовых температур и влагосодержания в атмосфере. В спектрах были обнаружены следующие общие периодичности: 18 лет, а так же кратный 8.2 летнему периоду колебаний температур 4.1 летний период колебания инсоляции. Это позволяет выдвинуть гипотезу о взаимосвязи между вариациями метеопараметров и параметров вращения Земли, вариации которых вызывают изменения инсоляции.
