[Jul 13, 2006]
地球科學：天氣也會影響地球自轉
編輯 JR 報導
科學家利用GPS觀察到短週期的極移運動，而此自轉極的變化很可能來自當時北半球的天氣型態。
地球自轉軸受到太陽與月亮的引力作用，而有歲差（precession）與章動（nutation）的週期變化。同時，地球自轉軸亦會受到地球本身質量分佈改變的影響，造成自轉極（自轉軸穿出地表的位置）在地球表面移動的現象，稱為極移運動（polar motion）。目前所知，極移運動有兩個主要的週期變化，一為週期433天的Chandler wobble，源於因海水溫鹽變化或表面風壓帶來的洋底的壓力改變；二為大氣與水體的季節運動造成的週年變化。兩者的合併效應可使自轉極有最大10公尺的偏移量，因此，更短週期的變化也往往隱藏在兩個主變化中，而無法被觀測到。
比利時皇家天文台（Royal Observatory of Belgium）的科學家S.B. Lambert與同事利用GPS觀測2005年11月到2006年2月間的極移運動，發現了4次短週期的變化，週期長短有從數天到將近一個月不等，變化幅度最小只有手機尺寸、最大也才A4紙張左右。而短週期變化之所以能顯現，原來是這段時間恰好發生在兩個主要極移運動正彼此產生干涉相消的當兒，這大約每6.4年才會發生一次。這篇論文【註】已發表在七月出刊的Geophysical Research Letters上。
Lambert et al.進一步將極移變化與當時的全球大氣、海洋資料與模式做比較分析，他們發現這幾次的短週期變化與當時北半球的天氣型態有關，比如籠罩在北歐或北美的低氣壓系統均可能帶來地球自轉極的小變化。
隨著大地測量技術精密度的提升，科學家逐漸可以觀察到大氣、海洋、冰川等流體運動對地球自轉的微小影響，除了佩服科學家抽絲剝繭的高超研究能力，反過來，也不得不敬畏這地球系統內複雜的交互作用，當我們越認識大自然，越是應體認謙卑。
【註】
Lambert et al., Rapid variation in polar motion during the 2005-2006 winter season, Geophy. Res. Lett., 33, L13303, doi:10.1029/2006GL026422.
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