Анализ свободной нутации ядра Земли на основе обработки РСДБ-наблюдений

Р. М. Урунова, С. Л. Курдубов

Труды ИПА РАН, вып. 70, 50–55 (2024)

DOI: 10.32876/ApplAstron.70.50-55

Ключевые слова: свободная нутация ядра, радиоинтерферометрия со сверхдлинными базами, параметры вращения Земли

Аннотация

Целью данной работы является изучение временного ряда поправок к координатам небесного полюса Земли за период 1979–2022 гг., полученных по РСДБ-наблюдениям. Считается, что такой ряд может быть описан эмпирической моделью свободной нутации ядра Земли. Действующие модели свободной нутации ядра Земли основываются на одной частоте, которая соответствует периоду около 430 дней, с переменной фазой и амплитудой. Недостатком данных моделей является то, что ошибка прогноза резко возрастает при вычислении значений поправок за пределами интервала наблюдений, на котором эти модели и были построены. Поэтому было принято решение построить собственную эмпирическую модель, которая позволяла бы предсказывать значения для любого момента времени независимо от интервала, на котором будут определены ее параметры. Исходными данными для этой модели является ряд поправок к координатам небесного полюса, полученный после вторичной обработки РСДБ-наблюдений программным пакетом QUASAR. В процессе исследования был использован спектральный анализ для выделения частотных характеристик изменений координат небесного полюса. Так как полученный временной ряд поправок является неравномерным, то для его анализа была построена периодограмма Ломба-Скаргла. Спектр полученного ряда сравнивался со спектром равномерного временного ряда finals, предоставляемого Международной службой вращения Земли и систем отсчета. Чтобы сравнение спектров равномерного и неравномерного рядов было корректным, была построена периодограмма Ломба-Скаргла также и для равномерного временного ряда, так как она применима в обоих случаях. Полученные спектры мы рассматривали как спектр биения, возникшего при наложении двух гармоник. Частоты этих гармоник были определены из периодограммы. Чтобы определить соответствующие им амплитуды, был применен линейный метод наименьших квадратов, а для уточнения этих значений был применен нелинейный метод наименьших квадратов. В результате мы получили эмпирическую модель свободной нутации ядра Земли, которая включает в себя набор коэффициентов, вычисленных на основе обработанных данных. Полученные гармоники соответствуют периодам –422 и –441 день. Полученная модель может быть использована для коррекции предсказанных рядов поправок к координатам небесного полюса.

Цитирование