Variations of the coefficient J2 of geopotential,
and the dynamical Love number k2d from the analysis of laser ranging to LAGEOS 1 and LAGEOS 2
G. A. Krasinsky
Институт прикладной астрономии РАН, г. Санкт-Петербург
Аннотация:
Secular and seasonal variations of the coefficient J2 of the
geopotential are studied from the analysis of laser measurements of distances
to the geodetic satellites LAGEOS 1 (1988-2003) and LAGEOS 2 (1992-2003).
It is confirmed that beside the well-known annual variations with the
amplitude egal 2.5 · 10-10 there also exist very significant
semi-annual variations of a comparable amplitude. Phases of these two modes
are such that the total effect may be described as a sharp postive splash
of J2 in August and considerably smaller variations in
the rest part of year.
The adopted theoretical value of the so-called dynamical Love number
k2d (a scale factor of near-diurnal oscillations
aroused by the Earth's fluid core in the coefficients c21 , s21
of the geopotential) is improved applying a simple close form of these
oscillations expressed in terms of the differential angular velocities
ν1, ν2 of the fluid core. It is shown that this form is equivalent to
the standard one of Fourier series in which such oscillations usually
are referred to as a frequency-dependence of the Love number k2.
The derived estimate k2d = 0.0595 ± 0.0007 statistically differs from the theoretical value
k2d = 0.063. Out-phase oscillation of k2d
with the period about 18.6 years and the amplitude 0.0064 ± 0.0011
is detected giving evidence of large dissipation in the fluid core.
The estimated secular trend J2 (commonly interpreted as
the effect of the so-called Post-Glacial Rebound) appears twice less than
the value recommended by the standards of the International Earth Rotation S
ervice (IERS) but agrees with last findings of other authors.
Keywords:
Earth's satellites, geopotential, tides, Love numbers, SLR observations.
Вариации коэффициента J2 геопотенциала и динамического числа
Лава k2d
из анализа лазерных измерений ЛАГЕОС-1 и ЛАГЕОС-2
Г. А. Красинский
Аннотация:
Исследуются вековые и сезонные вариации коэффициента J2 потенциала из
анализа лазерных измерений дальности спутников ЛАГЕОС-1 (1988-2003 гг.) и
ЛАГЕОС-2 (1992-2003 гг.). Установлено, что кроме хорошо известных годичных
вариаций с амплитудой ≈ 2.5×10-10 существуют также значительные полугодовые
вариации сравнимой амплитуды. Фазы этих 2-х мод таковы, что суммарный эффект
может быть описан как резкий положительный всплеск J2 в августе и значительно
меньшие вариации в остальной части года. Принятое теоретическое значение так
называемого динамического числа Лава k2d (скалирующий фактор близсуточных
вариаций, индуцированных жидким ядром Земли в коэффициентах c21, s21
геопотенциала) улучшено c применением упрощенной формы этих вариаций,
выраженных в терминах дифференциальных угловых скоростей ν1, ν2 жидкого ядра.
По-казано, что эта форма эквивалентна стандартной форме рядов Фурье, в которой
такие вариации обычно представляются частотно-зависимым числом Лава k2.
Полученная оценка k2d = 0.0595 ± 0.0007 статистически отличается от
теоретического значения k2d = 0.063. Определена вариация k2d с периодом около
18.6 лет и амплитудой 0.0064 ± 0.0011, свидетельствуя о большой диссипации
жидкого ядра. Оценка векового тренда J2 (обычно интерпретируемого как эффект,
так называемого, пост-ледникового восстановления) оказалась в 2 раза меньше,
чем значение, рекомендованное стандартами Международной Службы вращения Земли
(IERS), но согласуется с последними определениями других авторов.
Ключевые слова:
спутники Земли, геопотенциал, приливы, числа Лава, СЛР наблюдения