正文 第十章 一秒是怎麼定出來的(一)(2 / 3)

極位變化我們能較準地測定出來。比較好的方法是在緯度相同、經度不同的各點設置許多觀測站,分析這些觀測點提供的測量數據,就可以求得極位變化情況,極位變化的範圍約在20平方米的區域內。

變化這麼一點就會影響計時精度嗎?

會的,因為世界各地經緯度是以極點為原點定出來的,由於極點的移動,必然會使地球各地的經緯度發生變化,相應的時間也會發生變化。由於這種影響在世界各地是不一樣的,所以反映在零類世界時間基準的秒長,在世界各地也是不一樣的。

使秒長在世界各地不同的原因還有:北極並不是永遠指北。地球由於受月球的吸引而產生“進動”(地球不也受太陽吸引而產生進動,因太陽離我們太遠,產生的進動很小),地球進動的結果,使地軸指向天空的方向不再是1一點,而是一個圓。這個圓回轉一周的時間是25800年!現在地軸北極指向北極星附近,在12000年以後將指向北半球天空最亮的恒星一一織女星附近,那時織女星就成了北極星了。

為了消除極位變化的影響,我們采用一個平均值,稱為“平北極”。以平北極為原點定出的世界時,我們稱為第一世界時間。

經過上述對極位變化的修正,秒長還是不夠均勻的。事實證明各種季節性變化仍然對它產生影響。如季風的影響、植物的生長、雷電的分布等隨季節而變化的各種因素,都會造成地球自轉的季節性變化。

有人計算過季節風,每年夏季從海洋上吹到陸地上,冬季又從大陸移回到海洋,這些風的重量大得難以相信,竟有300萬億噸!這麼大的重量,從一處移到另一處,過一陣又從另--處移回來,地球的重心變化了,結果地球自轉速度也就隨之而變化了。這種變化是由季節變化的影響而產生的。

修正了季節性變化的、稱為第二世界時,也可以說,在第一世界時上加上修正量,不就是第二世界時。

第二世界時部分改善了自轉速度的不均勻,使秒長的均勻性有了改善。但由於地球的自轉還有不規則變化和長期變化,所以這個時間基準還是不夠理想的。

地球自轉的不規則變化,表現在每過幾十年地球自轉速度會來一次“跳動”,有幾年轉得快一些,有幾年轉得慢一勝。

地球自轉的長期變化表現在最近2000年來,每過100年,使日長增加1.6毫秒,即地球自轉有變慢的趨勢。

地球自轉變慢的原因,有人認為是由潮汐摩擦力引起的,還有人認為與地球兩極的自然條件變化有關。近年來已發現地球平均溫度有上升的趨勢,這樣,兩極地區巨大的冰川慢慢地融化了,兩極的冰塊在減少,地球赤道附近的洋麵水位上升,地球要保持原來的轉速,就要求增加轉動力矩。而地球自轉的轉動力矩,是由太陽、地球、月亮按著它們自己的規律形成的,相對來說是不變的。隻有使地球自轉速度變慢才能達到力的平衡。當然這樣的變化是很微小的,沒有精確的儀器是測不出來的。

由此可見,世界時的3種形式,都受地球自轉中存在的不可預計的和長期變化的影響。

由於上述種種原因,按地球自轉製定的世界時的秒長仍有較大的誤差,有時可達10-7。量級,相當於每3個半月差1秒。在現代科學技術發展的情況下,這麼大的誤差是不允許的。另外,在地球自轉的基礎上修正來修正去,總是不夠理想,於是人們又去尋找定義秒長的新方法。

利用地球的公轉確定秒長曆書時