Как уже указывалось, координатные системы, связанные с Землей, не являются инерциальными. Это вызвано вращением Земли вокруг оси и вокруг Солнца. Однако во всех технических задачах в качестве базы используется вторая аксиома механики, которая справедлива только для инерциальных систем. Уравнение движения для неинерциальных систем, полученное в предыдущем параграфе позволяет оценить ошибку, которая при этом совершается.

Рассмотрим сначала результат неинерциальности системы координат, связанной с Землей, вызванный вращением Земли вокруг оси. В первом приближении Землю можно рассматривать рак сферу.

Вращение Земли вокруг оси порождает переносное и кориолисово ускорения, а следовательно, и соответствующие им силы инерции . Так как Земля вращается с постоянной угловой скоростью , то имеет место только центростремительное переносное ускорение, равное:

где - радиус параллели, на которой находится данная точка (рис. 61). Вектор этого ускорения лежит в плоскости параллели и направлен к земной оси. Так как

где R - радиус Земли, а широта параллели, то

Полный оборот вокруг своей оси Земля совершает приблизительно за среднего солнечного времени (точно за звездного времени), поэтому

Наибольшее центростремительное ускорение имеет место на экваторе, т. е. при Принимая получим для экватора

Это приблизительно в 300 раз меньше ускорения силы земного притяжения.

Отклонение силы тяжести тела от радиуса Земли

Наличие центростремительного ускорения приводит к тому, что вес тела не совпадает точно с силой его притяжения, а вертикаль несколько отклоняется от направления земного радиуса.

Действительно, рассмотрим неподвижную (по отношению к Земле) точку массы подвешенную на нити (рис. 62).

Она находится в относительном равновесии под действием трех сил: притяжения к Земле реакции нити Т и силы инерцйи переносного движения . направленной противоположно ускорению и равной:

Сила инерции Кориолиса равна нулю, поскольку равна нулю относительная скорость точки, и, согласно относительному уравнению равновесия точки, имеем:

Но реакция нити по величине равна весу тела и направлена в противоположную сторону

Следовательно:

Таким образом, вес тела представляет собой равнодействующую гравитационной силы и силы инерции переносного ускорения Земли. Направление этой равнодействующей и определяет истинную вертикаль в данном месте Земли. Из рис. 62 следует, что она не совпадает с радиусом Земли и отклоняется от него на угол а. Определим его.

Широтой места на Земле называется угол между направлением истинной вертикали и плоскостью экватора. Из теоремы синусов следует, что

Угол а весьма мал, и без существенной ошибки можно положить

И поэтому

Отсюда следует, что направление истинной вертикали совпадает с радиусом Земли лишь на полюсе на экваторе а максимальное отклонение имеет место на широте . Оно равно

Эта величина настолько мала, что в подавляющем большинстве технических задач может не приниматься во внимание.

Отличие силы тяжести от гравитационной силы

Вычислим величину силы тяжести Для этого достаточно спроектировать на направление истинной вертикали силы

Ввиду малости угла а можно положить тогда

Гравитационная сила F больше силы тяжести во всех точках Земли, за исключением полюсов Земли, где они равны. Максимальное отклонение имеет место на экваторе, где вес равен:

Здесь ускорение силы тяжести на полюсе, вес тела на полюсе. Вес тела на экваторе меньше гравитационной силы всего лишь на 0,3%. Поэтому в технических вопросах этой разницей пренебрегают.

Учет переносной силы инерции в условиях Земли

Обратим внимание на следующее важное обстоятельство. Допустим, что изучаемое движение материальной точки протекает в области, размеры которой малы по сравнению с радиусом Земли. Тогда сила Фпер будет постоянной подобно силе Складывая их, получим силу которая тоже будет постоянной. Следовательно, для учета переносной силы инерции нет необходимости рассматривать ее отдельно, а достаточно вместо гравитационной силы ввести в уравнение движения силу которая, как и сила является для данного места Земли известной. Заканчивая рассмотрение переносной силы инерции, отметим, что она направлена в сторону, обратную центростремительному ускорению. Благодаря этому в физике она имеет весьма распространенное там название центробежной силы.

Поворотная сила инерции, вызванная вращением Земли вокруг оси

Рассмотрим поворотную силу или кориолисову силу инерции, вызванную вращением Земли вокруг оси. Она равна

и как величина ее, так и направление зависят от относительной скорости точки. Поворотная сила отсутствует только в двух случаях:

когда точка находится в покое относительно Земли или когда она движется параллельно земной оси (векторы коллинеарны).

Для оценки величины ускорения Кориолиса рассмотрим случай, когда относительная скорость перпендикулярна вектору . Для того чтобы ускорение Кориолиса имело величину нужна относительная скорость, равная

С такими скоростями движутся, например, артиллерийские снаряды и ракеты. В этих случаях кориолисова сила может оказать ощутимое влияние на характер движения и, в частности, вызвать заметное отклонение снаряда от цели. Хотя в большинстве случаев кориолисовой силой можно пренебречь, однако встречаются явления, в которых она проявляет себя довольно заметным образом. К таким явлениям относится, например, размыв правого берега рек в северном полушарии и левого берега рек в южном полушарии. Рассмотрим этот пример подробнее.

Законы Вера и Бейс-Бало

Пусть река северного полушария течет вдоль земного меридиана с севера на юг (рис. 63). Переносная скорость любой точки Земли направлена по касательной к параллели с запада на восток и равна:

Частицы воды, помимо своей относительной скорости, обладают еще указанной выше переносной скоростью. Сдвигаясь с севера на юг, они переходят с одной параллели на другую, имеющую больший радиус и поэтому переносная скорость непрерывно возрастает, не изменяя своего направления (с запада на восток). Кроме того, благодаря вращению Земли относительная скорость изменяет свое направление в пространстве, поворачиваясь с запада на восток.

Это приводит к тому, что частицы воды ускоряются, и значит, в направлении ускорения на них действует сила. Эта сила возникает от давления западного, т. е. правого берега реки на воду. По закону равенства действия и противодействия вода будет с такой же силой давить на правый берег, постепенно размывая его. В современном полушарии при любом направлении течения реки размыванию всегда подвергается правый берег. В южном полушарии, как можно показать рассуждениями, подобными приведенным, размыванию подвергается левый берег реки. Рассмотренное явление называется законом Бера.

Значительно проще тот же результат можно получить, применяя формально формулу поворотной силы инерции.

В рассмотренном случае относительные скорости весьма малы, и, следовательно, силы Кориолиса также весьма малы, однако непрерывное и длительное их действие приводит к заметным результатам. Еще большее влияние сила Кориолиса оказывает на течения в океане. Например, под ее действием теплое течение Гольфстрим отклоняется вправо.

Влияние силы Кориолиса объясняет также тот факт, что в северном полушарии ветер отклоняется вправо от того направления, в котором происходит падение давления (в южном полушарии - влево). Указанное явление известно в метеорологии под названием закона Бейс - Бало.

Подводя итог сказанному, следует заключить, что поправки на неинерциальность систем координат, жестко связанных с Землей, вызванные вращением последней вокруг оси, как правило, столь незначительны, что в подавляющем большинстве технических задач вторая аксиома механики с вполне достаточной точностью описывает механические явлеиия.

Силы инерции, вызванные вращением Земли вокруг Солнца

Рассмотрим теперь силы инерции, действующие на земные тела, возникающие в результате вращения Земли вокруг Солнца.

Земля движется вокруг Солнца с приблизительно постоянной скоростью по орбите, близкой к окружности с центром в Солнце, делая один оборот за год. Переносное ускорение материальных точек, расположенных на Земле, вызванное этим движением, будет центростремительное ускорение, направленное к Солнцу. Соответствующая сила инерции переносного движения (центробежная сила) направлена от Солнца. Кроме этого, на ту же точку действует гравитационная сила Солнца. Векторная сумма указанных сил практически будет равна нулю.

Силы Кориолиса, возникающие в результате движения точки по поверхности Земли и вращения Земли вокруг Солнца, будут пренебрежимо малы по сравнению с силами Кориолиса, возникающими благодаря только вращению Земли вокруг оси, так как угловая скорость вращения Земли будет во много раз больше угловой скорости вращения Земли вокруг Солнца

Поэтому неинерциальностью координатных систем, связанных с Землей и вызванных движением последней по орбите, можно пренебречь по сравнению с аналогичными поправками, вызванными вращением Земли вокруг оси.

Скорость вращения нашей планеты постепенно замедляется

Цунами высотой несколько километров, сокрушительные смерчи, ураганы, вулканы и землетрясения. Все это ждет нашу планету при незначительном изменении продолжительности суток..

Почему Земля вращается?

Globallookpress.com

Однозначного ответа на этот вопрос у ученых нет до сих пор. Существует множество гипотез, но самая правдоподобная заключается в том, что Землю заставили вращаться солнечный ветер, неправильная форма и время.

Наша планета не всегда была круглой и ровной. На этапе своего формирования она напоминала снежок, который слепил ребенок. На ее поверхности было множество впадин и гор. Все эти неровности играли роль своего рода паруса для солнечного ветра. В результате за миллионы лет Земля начала вращаться вокруг своей оси с привычной нам скоростью.

Кстати, процесс замедления вращения планеты и увеличения продолжительности суток связан с тем, что эти факторы на Землю больше не действуют. Атмосфера и магнитное поле защищают земной шар от солнечного ветра и космической радиации, поэтому скорость вращения замедляется, но это торможение столь незначительно, что в рамках человеческой жизни незаметно.

В десять раз медленнее…

«Почему в сутках только 24 часа?», - часто слышим мы риторический вопрос от тех, кто ничего не успевает. А так ли плохо это? Что будет, если в сутках будет на 24, а 25 часов?

Сутки – период обращения Земли вокруг своей оси – очень важная константа. От которой зависит не только смена дня и ночи, но и жизнь на нашей планете. Изменение в продолжительности дня в один час жители Земли, скорее всего, не заметят. А вот если вращение планеты замедлится в десять раз, то нас ждет катастрофа библейского масштаба.

Скорость вращения Земли на экваторе составляет 1666 км/час. По мере приближения к полюсам скорость снижается из-за уменьшения радиуса планеты относительно оси ее вращения. Например, на широтах Москвы этот показатель составляет уже 1200 км/час. Как мы знаем из курса школьной физики, скорость вращения определяет величину центробежной силы, которая действует на все тела, расположенные на поверхности вращающегося тела, Земля исключением не является.

Оценить влияние центробежных сил может любой желающий при помощи обычных весов. Человек, весивший в Москве 50 килограммов, в Эквадоре будет весить примерно 49,5 килограммов. «Снижение веса» произойдет за счет центробежной силы, которая действует в противоположную от силы гравитации сторону и стремится выкинуть человека в открытый космос.

Итак, представим, что завтра Земля начала вращаться в десять раз медленнее. Сутки увеличились до 240 часов, а скорость вращения на планете упала до 150 км/час. Физик из NASA Стен Оденвальд утверждает, что такая остановка планеты способна убить все живое на ее поверхности. Все объекты по инерции полетят с запада на восток, как в резко затормозившем поезде пассажиры падают с полок. Скорость этого «полета» будет превышать 1000 километров в час. Для сложных форм жизни, к которым относится и человек, это верная смерть.

Вода в океанах также продолжит двигаться по инерции со скоростью 1500 км/час, это приведет к образованию гигантских цунами, которые обрушатся на опустевшие континенты. Немного позже взбунтуется и атмосфера. В ней произойдут те же явления, что и в мировом океане. Под действием инерции воздушные массы продолжат свое движение и будут образовывать неслыханные смерчи и ураганы. Инерционные процессы продолжатся и внутри планеты. Хаотичное движение жидкой магмы и ядра породят землетрясения и извержения вулканов.

Когда буйство стихий успокоится, облик планеты изменится до неузнаваемости. Вода океанов, которая сейчас распределяется благодаря центробежным силам, устремится к полюсам. На экваторе образуется единственный материк, который будет опоясывать планету. Европа, в том числе Россия, Австралия, Северная Америка, часть Южной Америки уйдут под воду. Впрочем, горевать по этому поводу будет уже некому.

Все сложные формы жизни погибнут. Выживут только простейшие организмы, которым придется пройти путь эволюции с самого начала, приспосабливаясь к новым условиям среды. Но восстановится ли жизнь на Земле после замедления ее вращения – большой вопрос.

Дело в том, что вращение планеты создает вокруг нее электромагнитное поле, которое защищает все живое от губительной космической радиации. С уменьшением скорости вращения эта защита ослабеет настолько, что радиоактивные частицы будут достигать поверхности.

Pixabay.com

… а теперь быстрее

Увеличение скорости вращения земли с точки зрения физики событие маловероятное, но все же мы рассмотрим, что произойдет с планетой, если ее скорость вращения увеличится в 10 раз.

В первую очередь изменится центробежная сила, на экваторе эта сила будет всего лишь в три раза меньше силы гравитации планеты. Соответственно вес всех тел на экваторе уменьшится более чем на 30 %. На самом деле планета не является твердым телом, физик Стен Оденвальд утверждает, что планеты больше похожи на жидкость. Поэтому под действием центробежной силы форма Земли значительно изменится.

Наша голубая планета растянется по экватору и приобретет форму эллипсоида, ее диаметр по экватору будет почти в 2,5 раза больше диаметра по полюсам. Кстати, именно этот эффект не позволит разогнаться планете более чем в 10 раз. Чем дальше масса находится от оси вращения, тем медленнее это вращение. Этот эффект видел каждый, кто когда-либо смотрел фигурное катание. Если фигурист прижимает руки к телу во время выполнения элементов вращения, то скорость увеличивается, и наоборот.

Pixabay.com

Тот же эффект будет и с Землей. Увеличение диаметра по экватору замедлит скорость вращения и не позволит разогнать планету более чем в 10 раз. Кстати, если бы этого эффекта не было и можно было бы раскрутить наш «шарик» в 17 раз быстрее, чем он вращается сейчас, то центробежная сила сравнялась бы с гравитационной, и на экваторе наступила бы невесомость. Но вернемся к миру, где сутки сократились в десять раз. Изменение формы Земли и снижение веса не единственные изменения. Из-за возросшей силы Кориолиса атмосфера Земли потеряет стабильность, ураганы будут бушевать постоянно. Большая часть воды скопиться на экваторе. В результате глубина океана в этом месте будет составлять 150-200 километров! То есть вся суша в экваториальном, тропическом и субтропическом поясах уйдет под воду. А вот на месте северных морей будет почва.

Но, несмотря на катастрофичность изменений, планета останется обитаемой. Как ни странно, пережить увеличение скорости вращения сложным формам жизни будет намного проще, чем замедление.

Остановка возможна

В качестве одного из возможных вариантов апокалипсиса ученые называют именно замедление вращения планеты вплоть до полной ее остановки. Причина в том, что Земля под действием приливных сил, которые возникают благодаря Луне, замедляется на 2 миллисекунды в год. Уже через 140 млн лет в сутках будет 25 часов. Хотя до полной остановки планеты человечество не доживет. Через 5 млрд лет Солнце превратится в красного гиганта и поглотит Землю.

Причиной этому является, прежде всего, Луна. Сила ее притяжения обуславливает постоянное возникновение волн в океанах и в земных недрах: наша планета как бы колышется.

При этом Земля ведет себя как фигуристка, выполняющая вращение: чтобы замедлить его, спортсменка расставляет руки. Именно поэтому в отдаленном будущем в сутках будет 25 часов. Одному британскому астроному удалось доказать, что вращение Земли с 700 г. до н.э. непрерывно замедляется. Он изучал глиняные таблички и другие исторические письмена, в которых содержалась информация о солнечных и лунных затмениях. Опираясь на нее и учитывая тогдашнее положение Солнца, он вычислил "тормозной путь" Земли.

Когда 530 млн лет назад на Земле обитали доисторические праживотные, сутки продолжались 21 час. Для динозавров, живших 100 млн лет назад, новый день начинался через 23 часа после предыдущего. Это хорошо заметно по известковым отложениям кораллов. Кораллы ведут нечто вроде календаря, образуя ежедневно новые известковые отложения, толщина которых варьируется в зависимости от времени года.

На основании этого, например, удалось вычислить, какой временной промежуток отделяет одну весну от другой. Его продолжительность в истории Земли непрерывно сокращалась. 530 млн лет назад Земля вращалась вокруг своей оси быстрее, чем сегодня, но вокруг Солнца она вращается в постоянном темпе. Год тогда продолжался столько же часов, сколько и сегодня, однако дней в году было 420. За время существования человечества вращение Земли, по свидетельству достоверных источников, продолжало замедляться, утверждает в Journal for the History of Astronomy (т. 39, стр. 229, 2008) Ричард Стефенсон из университета Дарема в Великобритании. Стефенсон опирается на описания сотен солнечных и лунных затмений последних 2700 лет.

Лучше всего замедление вращения Земли подтверждают глиняные таблички дохристианского Вавилона, пишет Стефенсон. Клинописью на глине вавилонские ученые зафиксировали точное место и время небесных явлений. Кроме того, Стефенсон изучал документы китайского и европейского происхождения. В любом месте Земли полное солнечное затмение можно наблюдать примерно один раз в 300 лет. Когда Луна становится между Солнцем и Землей, на несколько минут наступает полная темнота.

Часто с высочайшей точностью отмечалось, на какое число и какое время приходилось самое начало солнечного затмения и его окончание. Этих двух данных астроному было достаточно, чтобы определить точное положение Солнца, каким оно было тысячелетия тому назад. Задачу облегчили таблицы для перерасчета дат вавилонского календаря.

На основании положения Солнца, зафиксированного в исторических источниках, астрономы могут реконструировать процесс торможения родной планеты: правильно задокументированное солнечное затмение позволяет определить соответствующую позицию Земли на пути ее движения вокруг Солнца. Поскольку траектория движения Земли вокруг Солнца никак не связана с ее вращением вокруг собственной оси, отсюда выводится независимая мера времени – так называемое террестрическое время.

Замедление вращения Земли проявляется при сравнении террестрического времени с универсальным. Универсальное время – это общепринятое время, которое зависит от вращения Земли и определяется на основе положения Солнца относительно Гринвича (город в Великобритании). Его постоянно приходится подводить назад, каждые несколько лет между концом одного года и началом следующего добавляется одна секунда.

На основании исторических документов Ричарду Стефенсону удалось определить соотношение двух времен. Террестрическое и универсальное время расходятся тем сильнее, чем более давно происходило то или иное солнечное затмение.

Следовательно, за тысячелетие сутки становятся длиннее почти на две тысячных секунды. Измерения, произведенные спутниками за последние десятилетия, подтверждают соответствующую скорость замедления. Получается, что во времена расцвета Вавилона сутки были короче сегодняшних на четыре сотых секунды. Тем не менее, Стефенсон смог зафиксировать это минимальное отклонение благодаря накоплению ошибки в универсальном времени. С 700 г. до н.э. прошло примерно миллион суток, которые были чуть короче, чем сегодня – сегодня обычные часы пришлось бы переставить примерно на 7 часов.

Исключением стали последние годы. За это время сутки почти не удлинились, Земля вращалась практически с постоянной скоростью. Возможно, смещение масс в недрах Земли ускорило вращение планеты, компенсировав торможение, вызываемое Луной. Страшное землетрясение в Южной Азии и последовавшее за ним цунами придали Земле в конце 2004 года дополнительное вращение – это укоротило продолжительность суток примерно на восемь миллионных долей секунды. По данным Международной службы вращения Земли, самым коротким днем за последние сто лет было 13 июля 2003 года – эти сутки недотянули до 24 часов почти на 1,5 тысячных секунды.

Кроме того, под «Всемирным временем» может подразумеваться одна из его версий (UT0, UT1 и т. д.). Поэтому в специализированной литературе принято указывать, что имеется в виду под ΔT , например «DTD - UT1», что означает «Динамическое земное время минус Всемирное время версии UT1».

Несмотря на некоторые изменения в определении, физический смысл ΔT не меняется - это разница между идеальным равномерно текущим временем и «временем», определённым по вращению Земли (которое замедляется, причём неравномерно).

О неравномерности вращения Земли вокруг своей оси

Всемирное время (UT) является шкалой времени, основанной на суточном вращении Земли , которое не вполне равномерно на относительно коротких интервалах времени (от дней до столетий), и поэтому любые измерения времени, основанные на такой шкале, не могут иметь точность лучше чем 1: 10 8 . Однако основной эффект проявляется на больших временах: на масштабах столетий приливное трение постепенно замедляет скорость вращения Земли примерно на 2,3 мс /сутки /век . Однако есть и другие причины, изменяющие скорость вращения Земли. Самой важной из них являются последствия таяния материкового ледникового щита в конце последнего ледникового периода . Это привело к уменьшению мощной нагрузки на земную кору и послеледниковой релаксации, сопровождающейся распрямлением и поднятием коры в приполярных областях - процесс, который продолжается и сейчас и будет продолжаться пока не будет достигнуто изостатическое равновесие. Этот эффект послеледниковой релаксации приводит к перемещению масс ближе к оси вращения Земли, что заставляет её вращаться быстрее (закон сохранения углового момента). Полученное из этой модели ускорение составляет около −0,6 мс/сутки/век. Таким образом, полное ускорение (на самом деле замедление) вращения Земли, или изменение длины средних солнечных суток составляет +1,7 мс/сутки/век. Эта величина хорошо соответствует среднему темпу замедления вращения Земли за последние 27 столетий.

Земное время (TT) является теоретически равномерной временной шкалой, определенной так, чтобы сохранить непрерывность с предшествующей равномерной шкалой эфемеридного времени (ET). ET основана на независимой от вращения Земли физической величине , предложенной (и принятой к применению) в 1948-52 с намерением получить настолько однородную и не зависящую от гравитационных эффектов временную шкалу, насколько это возможно было в то время. Определение ET опиралось на солнечные таблицы (англ.) русск. Саймона Ньюкома (1895), интерпретированные новым образом, чтобы учесть определенные расхождения в наблюдениях.

Таблицы Ньюкома служили основой для всех астрономических солнечных эфемерид с 1900 по 1983 год. Изначально они были выражены (и в таком виде опубликованы) в терминах среднего времени по Гринвичу и средних солнечных суток , однако позднее, в особенности в отношении периода с 1960 по 1983 г., они трактовались как выраженные в рамках ET, в соответствии с принятым в 1948-52 предложением о переходе к ET. В свою очередь, ET могло теперь рассматриваться в свете новых результатов как шкала времени максимально близкая к среднему солнечному времени на интервале 1750 и 1890 (с серединой около 1820 года), поскольку именно в этом интервале проводились наблюдения, на основании которых были составлены таблицы Ньюкома. Хотя шкала TT является строго однородной (основана на единице секунды СИ , и каждая секунда строго равна каждой другой секунде), на практике она реализуется как Международное атомное время (TAI) с точностью около 1: 10 14 .

Определение дельта Т из наблюдений

Время, определяемое положением Земли (точнее, ориентацией Гринвичского меридиана относительно фиктивного среднего Солнца), является интегралом от скорости вращения. При интегрировании с учётом изменения длины суток на +1,7 мс/сутки/век и выборе начальной точки в 1820 году (примерная середина интервала наблюдений, использованных Ньюкомом для определения длины суток), для ΔT получается в первом приближении парабола 31×((Год − 1820)/100)² в секунд. Сглаженные данные, полученные на основе анализа исторических данных о наблюдениях полных солнечных затмений дают значения ΔT около +16800 с в −500 году, +10600 с в 0, +5700 с в 500, +1600 с в 1000 и +180 с в 1500. Для времени после изобретения телескопа ΔT определяются из наблюдений покрытий звезд Луной , что позволяет получить более точные и более частые значения величины. Поправка ΔT продолжала уменьшаться после 16 века, пока не достигла плато +11±6 с между 1680 и 1866 года. В течение трех десятилетий до 1902 она оставалась отрицательной с минимумом −6,64 с, затем начала увеличиваться до +63,83 с в 2000 году. В будущем ΔT будет увеличиваться с нарастающей скоростью (квадратично). Это потребует добавления все большего числа секунд координации к Всемирному координированному времени (UTC) , поскольку UTC должно поддерживаться с точностью в одну секунду относительно равномерной шкалы UT1. (Секунда СИ , используемая сейчас для UTC, уже в момент принятия была немного короче, чем текущее значение секунды среднего солнечного времени. ) Физически нулевой меридиан для Универсального времени оказывается почти всегда восточнее меридиана Земного времени как в прошлом, так и в будущем. +16800 с или 4⅔ часа соответствуют to 70° в.д. Это означает, что в −500 году вследствие более быстрого вращения Земли солнечное затмение происходило на 70° восточнее положения, которое следует из расчетов с использованием равномерного времени TT.

Все значения ΔT до 1955 года зависят от наблюдений Луны, связанных либо с затмениями либо с покрытиями . Сохранение углового момента в Системе Земля-Луна требует, чтобы уменьшение углового момента Земли вследствие приливного трения передавался Луне, увеличивая её угловой момент, что означает, что её расстояние до Земли должно увеличиваться, что, в свою очередь, вследствие третьего закона Кеплера приводит к замедлению обращения Луны вокруг Земли. Приведенные выше значения ΔT предполагают, что ускорение Луны, связанное с этим эффектом составляет величину dn /dt = −26"/век², где n - средняя угловая сидерическая скорость Луны. Это близко к лучшим экспериментальным оценкам для dn /dt, полученным в 2002 году: −25,858±0,003"/век² , и поэтому оценки ΔT, полученные ранее исходя из значения −26"/век², принимая во внимание неопределенности и эффекты сглаживания в экспериментальных наблюдениях, можно не пересчитывать. В наше время UT определяется по измерению ориентации Земли по отношению к инерциальной системе отсчета, связанной с внегалактическими радиоисточниками, с поправкой на принятое соотношение между сидерическим и солнечным временем. Эти измерения, проводимые в нескольких обсерваториях, координируются Международной службой вращения Земли (IERS).

Величины дельта Т

Для 1900-1995 годов значения приведены согласно «Астрономия на персональном компьютере», четвёртое издание, 2002 год, Монтенбрук О., Пфеглер Т., для 2000 года - из английской Вики.

Год	дельта Т
1900	-2,72
1905	3,86
1910	10,46
1915	17,20
1920	21,16
1925	23,62
1930	24,02
1935	23,93
1940	24,33
1945	26,77
1950	29,15
1955	31,07
1960	33,15
1965	35,73
1970	40,18
1975	45,48
1980	50,54
1985	54,34
1990	56,86
1995	60,82
2000	63,83
2005	64,69
2010	66,07

Вычисление дельта Т

Приближенная формула для вычисления дельта Т

Δ T ≃ 32,184 + 10 + N , {\displaystyle \Delta T\simeq 32{,}184+10+N,}

где
32,184 секунд - разница между и TAI ,
10 секунд - разница между TAI и UTC на начало 1972 года,
N - количество введенных с 1972 года секунд координации .

Формула дает погрешность не более 0,9 секунд. Например, на начало 1995 года было введено 19 секунд координации и формула дает ΔT=61,184 секунд, что лишь на 0,364 секунды превышает табличное значение.

Точная формула для вычисления дельта Т

Из бюллетеня А (Bulletin - A) Службы вращения земли IERS можно узнать разность между TAI и UTC (зависит от количества секунд координации, величина меняется редко) и между UT1 и UTC (величина постоянно меняется, в бюллетене даётся на полночь ежесуточно), тогда дельта Т можно вычислить точно по формуле:

Δ T = 32.184 s + (T A I − U T C) − (U T 1 − U T C) . {\displaystyle \Delta T=32.184s+(TAI-UTC)-(UT1-UTC).}

Приблизительная формула вычисления дельта Т на будущее

Рассчитать дельта Т на будущее можно только приблизительно, ввиду того, что изменение вращения Земли недостаточно изучено. Тем не менее для расчёта, например, пути прохождения тени от солнечного затмения или времени покрытия звёзд Луной делать хотя бы приблизительный расчёт необходимо. Фред Эспеньяк (англ.) русск. при расчёте солнечных затмений на период 2005-2050 годов пользовался формулой

Δ T = 62 , 92 + 0 , 32217 ⋅ (y − 2000) + 0 , 005589 ⋅ (y − 2000) 2 , {\displaystyle \Delta T=62,92+0,32217\cdot \left(y-2000\right)+0,005589\cdot \left(y-2000\right)^{2},}

где y - год, для которого определяется дельта Т.

Скорость вращения планеты зависит от изменения климата. Сегодня ветра ускорили бег планеты...

На скорость вращения Земли воздействуют разные факторы. Например, если ветра замедляются, планета крутится быстрее, чтобы сохранить угловой момент. В ноябре 2009 года, однако, сыграло нечто другое. Виновником оказалось антарктическое циркумполярное течение, опоясывающее континент. Стивен Маркус и его коллеги из Лаборатории реактивного движения НАСА (США) и Института физики Земли (Франция) заметили, что 8 ноября 2009 года оно резко замедлилось. Измерения точной продолжительности дня показали, что одновременно Земля слегка ускорилась, придя в себя 20 ноября - вместе с течением, сообщает science.compulenta.ru. Подобное наблюдалось впервые.

Никто не знает наверняка, почему течение замедлилось, но доктор Маркус считает, что это произошло из-за атмосферных изменений. За два дня до этого ветра, дующие в том же направлении, тоже притихли. Через два дня после того, как они вернулись к нормальной жизни, так же поступило и течение. Его коллеги из Лаборатории реактивного движения считают, что на скорость ветра мог повлиять сдвиг территории Эль-Ниньо. Кроме того, планета может начать вращаться быстрее из-за повышение уровня. Когда вода скопится на полюсах, в районе земной оси повысится масса, и вращение Земли ускорится,она закрутится как волчок.

...А год назад - скорость вращения Земли затормозилась

Кстати, почти год назад, 25 февраля 2011 года, ученые Анкориджа (США) напугали прямо противоположным сообщением, опубликованным в Weekly World News. Тогда они обнаружили замедление вращения Земли и предсказывали, что Земля прекратит вращаться через всего три года! «Замедление приведет к устойчиво более длительным дням и ночам и может вызвать все от пагубных наводнений и землетрясений до массового голодания», - уверял геофизик Джозеф Дженковски. - Это – безусловно самая серьезная и непосредственная проблема, теперь стоящая перед человечеством.

Ученые долго полагали, что вращение Земли замедляется. Считается, что три миллиарда лет назад, день длился приблизительно 13 часов, в то время как теперь одно полное вращение Земли на ее оси занимает 23 часа, 56 минут и 4.091 секунды. Сначала считали, что замедление было постепенным, с длиной земного дня, увеличиваясь только на 0.02 секунд в столетие. Но новые измерения якобы показали, что изменения во вращении Земли стали более существенными, чем когда-либо прежде. Согласно пугающим вычислениям профессора Дженковски, вращение Земли прекратится до полной остановки к 16 января года 2013.

Невероятно, это превратится в постоянный день на одной стороне земного шара и постоянную ночь на другом! - восклицал профессор на своих пресс-конференциях. - Те люди, которые по стечению обстоятельств, окажутся на темной стороне Земли, окажутся в мрачном, холодном мире вечной черноты. Фактически вся жизнь растений – которая зависит от фотосинтеза – умрет в течение нескольких коротких недель, приводя к остановке деятельности в сельском хозяйстве и голоду, который когда-либо испытывал человеческий род. Но жизнь также не будет сладкой для оставшихся в живых на дневной стороне земного шара. Вообразите волчок, медленно вращающийся – прежде чем он остановится, он начинает колебаться. Та же самая вещь случится с нашей планетой, заставляя континентальные пластины смещаться. Результатом будут массивные приливные волны и землетрясения, в которых умрут миллиарды».