利用正交本征模态函数分析日长变化的主要激发源

利用本征模态函数的正交分解方法对日长(LOD,length of day)数据序列进行分解,得到了日长变化的101个正交本征模态函数。通过对其中几个主要模态函数进行分析,发现日月地的相对位置与其中几个模态函数极值发生的时间极其吻合,并据此推断出日长变化的主要激发源。同时还发现日长变化存在准周期约为206 d的波动。

消除EMD边界效应的四中点估计方法

为了快速高效地实现信号的本征模态分解,消除分解过程中边界效应,在Directly-Mean EMD方法的基础上,通过引入左、右待估中点和左、右延拓中点,并根据信号首尾两端各种可能的情况给出了四中点估计公式,建立了可完全消除边界效应的Directly-Mean EMD四中点估计方法。该方法不仅减少了样条插值次数,提高分解速度,而且还可以有效避免因插值节点过于稀疏所产生的大幅波动,使分解结果更加准确。将新方法应用于日长数据序列的本征模态函数分解,得到了满意的分解结果。

利用Vondrak组合滤波算法融合UT1和LOD数据

为了有效弥补VLBI观测数据在解算地球自转参数(ERP)中数据密度不足和GNSS解算中数据不稳定的缺点,提高UT1数据的解算精度,本文提出了一种利用Vondrak组合滤波算法将VLBI观测得到的UT1数据和GNSS观测得到的日长(LOD)数据进行融合。通过仿真分别确定VLBI UT1和GNSS LOD观测数据的平滑因子,并根据两种数据的观测精度确定其权重进行数据融合。实验表明:融合算法对于提高数据精度效果显著。为验证该实验方法的有效性,将IGS测量得到的UT1数据与GNSS测量的日长(LOD)数据进行融合达到了同样提高数据精度的效果。利用融合算法获取高精度地球自转参数(ERP)为我国独立自主地球自转(ERP)参数测量与服务提供了新的思路。

地球自转角速度长周期变化对太阳轨道运动特征的一种响应机制

地球自转角速度的季节性和年变化的成因已达成基本共识,但更长时间尺度的周期性变化成因尚无定论,它们或归因于太阳活动、日月引潮力、地壳反弹、大气圈波动或行星摄动的影响等.直至目前,地球自转变化的规律和机制还没有完全弄清楚.研究发现:根据行星会合指数(K)标定太阳轨道运动特征的方法是可行的.通过对行星会合指数(K)的FFT检测发现太阳轨道运动周期与前人研究的地球自转日长(LOD)变化周期具有极强的相关性.太阳轨道运动在受到行星系统力矩作用的同时,致使近日行星轨道运动受到太阳引力作用的波动影响而产生扰动.受太阳巨大引力作用的牵制,导致地球轨道角动量和太阳轨道角动量的变化具有正相关关系.根据地球轨道角动量和自转角动量之和守恒,进而推断地球自转角速度的变化对太阳轨道运动特征的响应,这在思想方法上是一种突破.

27.3及13.6d周期的大气潮

对比分析了25a（1973-1998年）的日长（Lengthofday,以下简称LOD）、大气环流及月球相位随时间的变化.发现伴随着月球相位的交替变化,地球大气的纬向风速场、地球位势高度场及LOD作27.3及13.6d的周期振荡.每5-9d（平均6.8d）,随着月球视赤纬角从0°变为最大值（绝对值）或从最大值变为0°,全球纬向风速场、地球位势高度场及LOD经历一次突然变化.这种周期性的大气振荡,被视为一种大气潮.对比月球视赤纬角变化及与其对应的LOD、大气纬向风速场及地球位势高度场变化,分析了10个大气潮个例.月球对地球大气引潮力作用的周期变化,是引发27.3及13.6d周期大气潮的主要原因.月球对地球大气的作用是巨大的,它引起大气纬向风速场及地球位势高度场的变化.当月球围绕地球运转至天赤道上空时,月球视赤纬角等于0°,这时月球对大气的引潮力最大,大气的纬向风速增加,地球的自转角速度减小,日长（LOD）增加.反之,当月球视赤纬角最大（绝对值）,月球对大气的引潮力减小,大气纬向风速减小,地球的自转角速度增加,LOD减小.27.3及13.6d周期的大气潮值得更深入地研究.月球对地球大气的引潮力作用,应该在大气环流及中短期天气预报模式中予以考虑.