Veränderung der kinetischen Energie der Erde

Die Rotationsgeschwindigkeit der Erde variiert.

Ich habe die Daten überprüft und folgende Peaks gefunden; Jahr 1998, 23.Mai, die Erde drehte sich in 86400,0023738 Sekunden. Am 9. Juli betrug die Rotationszeit der Erde 86400,0000159 Sekunden. Diese Beschleunigung geschah in nur 47 Tagen.

Was bedeutet diese kleine Änderung in Form von Rotationskinetischer Energie? E-Rot = 2,138 x 10 ^ 29 JI hat es durch die Trägheit in Excel berechnet, und ich habe vergleichbare Werte von ca. 2,12597562 x 10 ^ 29 J und 2,12597574 x 10 ^ 29 J erhalten, und obwohl Sie fast keinen Unterschied sehen, ist es 11,6 x10^21 J

Ist es viel? Nun, wenn Sie diese Energie nicht mit der Masse der Atmosphäre speichern wollen; m-atm = 5,15 x 1018 kg, Sie müssen die gesamte Atmosphäre haben, um sich zuerst mit einer Geschwindigkeit von 8,2 m/s oder 30 km/h zu bewegen und sie dann zum Stillstand zu bringen, um diesen Unterschied zu machen.

Ich finde das nicht sinnvoll. Auch die Meeresströmung scheint keine vernünftige Erklärung zu liefern.

Ein weiteres Beispiel kann durch langfristige Änderungen gegeben werden. Die langsamste jemals gemessene Rotationsgeschwindigkeit wurde am 18.3.1973 gemessen; 86400,0041340 Sekunden, die bisher schnellste wurde am 5.7.2005 gemessen; 86399,9989263 Sekunden. Dieser Unterschied bedeutet, dass 32 Jahre lang 25,6 x 10^21 J kinetische Energie gespeichert wurden.

Frage; Wie ist es physikalisch möglich, dass eine solche Menge an Energie für so lange Zeit in der Erde gespeichert ist und immer noch in eine kinetische Rotationsenergie zurückgeholt werden kann, die sogar die richtige (gleiche) Rotationsrichtung hat?

Um die Suche zu unterstützen; wenn ich die Daten von 1962-2015 auf Durchschnittswerte setze; Ich habe das folgende Diagramm;Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Was beweist, dass die Variation ein gewisses System zu haben scheint. Beachten Sie, dass dies kein Kalenderjahr ist, es beginnt am Tagundnachtgleiche; 20./21. März. Zu sehen ist vor allem die +0,45...-0,75 typische Jahresschwankung.

  • X-Achse ist 365 Tage von Tagundnachtgleiche zu Tagundnachtgleiche.
  • Y-Achse ist Millisekunden (ms); Cyan Line ist durchschnittliche jährliche Schwankungen. Y-Nullpunkt ist 86400,0017371 Sekunden
  • Schwarze Linien zeigen das Meer-Land-Verhältnis; Änderung der Albedo / Verdunstung unter dem Sonnenäquator, mathematisch skaliert zum Diagramm. =(7-(Land/Breitengradlänge*10)^2)/10
  • Orange Spitzen zeigen die Position des Sonnenäquators an verschiedenen Tagen; Der höchste Gipfel ist die Sommersonnenwende und die niedrigste Wintersonnenwende. 0,1 = 10 Breitengrade.

Meine Antwort ist; "Auf keinen Fall", und dass sich die Erde wegen der Sonne dreht.

  • Ich habe die Funktionalität berechnet und sogar eine vernünftige thermodynamische Erklärung dafür gefunden, aber sie liegt außerhalb des Bereichs dieser Frage.
  • Diese Erklärung würde auch diese QED-Schwerkrafttheorie von Feynman wieder auf den Tisch bringen, was bedeutet, dass nur die Radioaktivität außerhalb der QED bleibt, und daher ist die Wahrscheinlichkeit, dass sie auch mit QED erklärbar ist, größer als dass sie es nicht ist. Was bedeutet, dass QED wahrscheinlich ToE ist.
Ich bin mir nicht sicher, was Ihre Frage ist. Sie müssen das gesamte Sonnensystem mit all seinen Körpern betrachten, wenn Sie hier eine Art Erhaltungsargument (entweder von Energie oder Drehimpuls) anführen wollen, da die Erde kein geschlossenes System ist. Bei einem Teil eines Systems ist es durchaus möglich, dass sein Drehimpuls etwas schwankt. Was ist die Frage dazu?
Danke. Ich habe auch nach anderen Planeten gesucht, Merkur und Uranus sind wirklich interessant. Und ich weiß, dass Mond und Erde miteinander verbunden sind. Aber ich sehe keinen Mechanismus durch planetare Gravitation, der die axiale Rotationsgeschwindigkeit der Erde erhöhen könnte. Aber ich würde mich auf jeden Fall freuen, einen zu hören. Bearbeiten; Die Frage lautet: "Woher kam diese Beschleunigung / Energie?"
Ein bekannter Mechanismus zum Ändern von Drehgeschwindigkeiten ist die Gezeitenbeschleunigung . Außerdem scheinen die Zahlen in Ihrer Frage darauf hinzudeuten, dass dies ein enormer Effekt ist, aber auf Sonnenskalen ist er wirklich sehr, sehr klein. Dass es sich um einen „großen“ Effekt in der menschengemachten Einheit Joule handelt, bedeutet nichts.
Ich glaube, wir haben einen Stammgast, der sich mit diesem Zeug im Detail auskennt, aber ich kann mich im Moment nicht erinnern, wer.
@ACuriousMind Tidal "Beschleunigung" dauert nicht länger als 32 Jahre. Nur "Entschleunigung" tut es. Und 25,6 x 10 ^ 21 J ist nahe an der Menge, die die Menschheit jemals an Energie verbraucht hat. Die 47-Tage-Beschleunigung ist so schnell, dass es nur 389817 Tage dauern würde, um die Erdrotation auf die aktuelle Geschwindigkeit zu beschleunigen. Nur 1067 Jahre.
@dmckee Die 11 Ziffern sind nicht relevant. Die Rotationszeitänderung wird in ms gemessen. Und die Masse ist bekannt, also ist die Änderung genau genug, obwohl es nur ein Bruchteil der Gesamtmenge ist. Und ja, Erdbeben. Danke. Aber wenn man die Zahlen ins Papier bringt und die Ergebnisse ausrechnet, bekommt man vernünftige Zahlen. -Habe ich nicht.
John R. hat Ihnen genau gesagt, woher der größte Teil davon stammt. Sie haben seine Meinung zurückgewiesen und es geschafft, ihn so weit abzulenken, dass er seine richtige Antwort gelöscht hat – etwas, das ich noch nie zuvor bei ihm gesehen habe.
die Länge des Tages hat sich infolge des Erdbebens in Japan 2011 um 1,8 Mikrosekunden verkürzt, siehe zum Beispiel mpe.dimacs.rutgers.edu/2013/05/04/…
@dmckee - Erdbeben sind ein winziger kurzfristiger Treiber für Schwankungen in der Tageslänge. Dies bleibt vorerst ein theoretischer (noch nicht beobachtbarer) Effekt. Das Grundrauschen in den besten VLBI-Beobachtungen von LOD liegt in der Größenordnung von 3 bis 10 Mikrosekunden (aber das verbessert sich). Es wird angenommen, dass die größten Erdbeben die LOD um 1 bis 2 Mikrosekunden ändern. Eine Größenordnung an LOD-Messungen ist erforderlich, um durch Erdbeben verursachte Änderungen zu beobachten. Gezeiten auf der Erde ändern andererseits die LOD um etwa 1000 Mikrosekunden.
LOD IERS-Daten 1962 2015 geben das LOD-Diagramm von WP an , das nicht dem des Beitrags entspricht. Was ist der Link zur Quelle Ihrer Daten?
@HelderVelez Dieses Bild ist ein täglicher Durchschnitt, den ich selbst aus den gesamten Daten von 1962-2015 gemacht habe. Damit habe ich versucht, alle kleinräumigen Schwankungen herauszufiltern und das systematische jährliche Schwankungsmuster sichtbar zu machen. Aber es bringt auch diese schöne Sinuskurve mit ca. 9 Tagen Zwischenwänden hervor.
Ich kann Ihre Grafik nicht mit der von WP in Einklang bringen, was sicher richtig ist.
@HelderVelez Sicher, das WP-Diagramm ist korrekt! Mein Mist ist anders. Es ist nur für ein Jahr; beginnt um Tagundnachtgleiche 20.3./21.3. und endet am Tagundnachtgleiche 19.3/20.3. Ich tat dies, um die Sonnen-/Erdposition zu synchronisieren. Und dann ist es ein Durchschnitt aus allen Jahren 1962-2015. Es stellt also im Grunde eine durchschnittliche jährliche Änderung der LOD dar, da es 53 Tage gibt, die einen einzelnen Tag darstellen. Das war eine ziemliche Arbeit mit Excel. Da musste ich die ganzen Daten rekonstruieren!

Antworten (4)

Was bedeutet diese kleine Änderung in Form von Rotationskinetischer Energie?

Bei Ihrer Berechnung gibt es ein Problem: Sie haben einen konstanten Wert für das Trägheitsmoment der Erde angenommen. Der Mond und die Sonne heben die Gezeiten auf der Erde selbst an. Diese Gezeiten der Erde führen zu subtilen Änderungen des Trägheitsmoments der Erde. Die Signatur dieser Gezeiten kann leicht in der Überlänge der Daten für 1998 gesehen werden, wobei die horizontale Achse ist ( MJD − 50814 ) / 27.32166156 − 0,15 , wobei MJD die modifizierte julianische Tageszahl des fraglichen Tages ist. Über diese Zahlen: 50814 ist das julianische Datum für den 1. Januar 1998, 27,32166156 ist die Anzahl der Tage in einem Sternmonat, und 0,15 lässt die Spitzen schön die Gitterlinien treffen.

1998 Überlänge des Tages gegenüber Sternmonat

Diese Gezeitenschwankungen machen etwa die Hälfte der 2,5-Millisekunden-Änderung der LOD vom 23. Mai bis zum 9. Juni aus. Diese Gezeiteneffekte müssen entfernt werden, wenn Variationen der Tageslänge analysiert werden. Die verbleibende Variation ist hauptsächlich auf die Atmosphäre zurückzuführen. Es gibt starke jährliche und quasi zweijährige Schwankungen in der Tageslänge, und fast alle diese Schwankungen sind auf die Atmosphäre zurückzuführen. (Auch die Ozeane spielen eine untergeordnete Rolle.) Die Korrelation zwischen Tageslänge und atmosphärischem Drehimpuls ist sehr stark, wie unten dargestellt.

Starke Korrektur zwischen AAM und gezeitenbereinigter Tagesüberlänge http://hpiers.obspm.fr/eop-pc/analysis/excitactive1.php?IB=1&term=1&AAM=1&option=1&dimx=600&dimy=450&langue=1&sel_option1=1&choix= 3&trend=1&filter=Select+band+above&P0=1&tr=95&spec=0&freqmin=-10&freqmax=10&choixspec=4&chi_g=1&chi_f=1&TC=433&QC=100&SUBMIT=Senden+Anfrage&an1=2009&mois1=1&jour1=1&an2=2013&mois2=12&jour2=31


Die jährlichen und quasi-biennalen Phasen waren im Sommer 1998 zufällig in Phase. Außerdem war 1997/1998 ein sehr starkes El Nino-Jahr. Dadurch wurde im Sommer 1998 überschüssige Masse an Wasserdampf in die Atmosphäre übertragen. Der El Nino verwandelte den subtropischen Weststrahl der nördlichen Hemisphäre in einen subtropischen Oststrahl. Um es noch stärker zu machen: 1998 markierte den Beginn einer starken La Nina. Die Kombination dieser Ereignisse führte zu einer sehr abrupten Änderung der Tageslänge.


Frage; Wie ist es physikalisch möglich, dass eine solche Menge an Energie für so lange Zeit in der Erde gespeichert ist und immer noch in eine kinetische Rotationsenergie zurückgeholt werden kann, die sogar die richtige (gleiche) Rotationsrichtung hat?

Sie sollten stattdessen auf den Drehimpuls schauen. Dies ist die Antwort auf Ihre Frage. Externe Drehmomente wirken auf die Erde, manchmal beschleunigen sie sie, manchmal verlangsamen sie sie (siehe das erste Diagramm). Zusätzlich zu diesem zyklischen Verhalten haben diese Gezeitenwechselwirkungen einen geringeren säkularen Effekt, der die Länge eines Tages um etwa zwei Millisekunden pro Jahrhundert verlängert. Nach Berücksichtigung dieser bekannten Wechselwirkungen bleibt im Wesentlichen ein drehmomentfreies System, in dem der Drehimpuls erhalten bleibt. (Energie ist es nicht.) Die Hauptkomponenten dieses Systems sind der innere Kern, der äußere Kern, die Kruste und der Mantel, die Ozeane und die Atmosphäre.

Wie oben beschrieben, sind schnelle (ein paar Jahre oder schneller) Schwankungen in der Rotationsgeschwindigkeit der Kruste und des Mantels größtenteils eine Folge des Drehimpulsaustauschs zwischen der Kruste und der Atmosphäre, wobei die Ozeane eine geringere Rolle spielen. Es wird allgemein angenommen, dass längerfristige Schwankungen (mehrere Jahre bis mehrere Jahrzehnte) ein Ergebnis des Drehimpulsaustauschs zwischen dem Mantel, dem äußeren Kern und dem inneren Kern sind. Es gibt gute (aber noch nicht große) Korrelationen zwischen langfristigen Schwankungen der Tageslänge und Schwankungen im Erdmagnetfeld der Erde, und es gibt Anzeichen dafür, dass sich der innere Kern derzeit etwas schneller dreht als Kruste und Mantel.

Verweise:

Jianli Chen, „Global mass balance and the length-of-day variation“, Journal of Geophysical Research: Solid Earth (1978–2012) 110.B8 (2005) .

John Gibson und Chopa Ma, „Signature of El Nino in Length of Day“, in IERS Technical Note 26, 1999 .

Richard Holme und Olivier De Viron, „Charakterisierung und Auswirkungen interkadischer Variationen der Tageslänge“, Nature 499.7457 (2013): 202-204 .

Philip Livermore, Rainer Hollerbach und Andrew Jackson, „Elektromagnetisch angetriebene Westwärtsdrift und Innenkern-Superrotation im Erdkern“, Proceedings of the National Academy of Sciences 110.40 (2013): 15914-15918 .

Richard Ray und Svetlana Erofeeva, „Langfristige Gezeitenschwankungen in der Tageslänge“, Journal of Geophysical Research: Solid Earth 119.2 (2014): 1498-1509 .

Kevin Trenberth und Lesley Smith. "Die Masse der Atmosphäre: Eine Einschränkung für globale Analysen", Journal of Climate 18.6 (2005): 864-875 .

Danke für interessanten Beitrag. Ich vermisse immer noch die Berechnungen über die Energiemengen. Energie bleibt immer erhalten. Aber die Erde ist kein geschlossenes System, sie empfängt und überträgt Wärme (oder elektromagnetische Strahlung, wenn Sie so wollen). Aber nur das. Es dreht sich frei um seine Achse. Der Artikel über "Gezeiten der Erde" ist wirklich interessant. Ich werde die fehlenden Berechnungen durchführen, obwohl die langfristige vertikale Amplitude des "Mondknotens" 17 mm und der Zeitraum von 18,6 Jahren möglicherweise nicht die erforderliche Skala ausfüllen. Die täglichen/halbtäglichen Änderungen können bereits in der gemessenen Rotationszeit selbst neutralisiert werden.
Nun, hmm, ich habe die Daten von 2015 überprüft. Es scheint, dass sich diese langsamen Rotationsspitzen dem Neumond nähern. (+/- 5 Tage) Und was die Gezeiten der Erde betrifft, sie scheinen ähnlich zu sein wie die Gezeiten des Wassers; Die Erhöhung wird immer kompensiert (Bilder auf Ihrem Link, rot und blau). Ich kann keine physikalische Berechnung erkennen, die diese 1-ms-Ordnungsänderung verursachen könnte. Und ich würde erwarten, dass diese Planetenvariationen wirklich genau sind. Aber ich kann sehen, wie der Schatten des Neumonds die Kraft der Sonne verringert, was zu einer ziemlich zufälligen, wetterabhängigen Verzögerung ungefähr zur Zeit des Neumonds führt. -Ich danke Ihnen sehr für diesen Beitrag.
@JokelaTurbine - Bei Ihren Energieberechnungen sollten Sie das Trägheitsmoment der Kruste und des Mantels verwenden ( 7.13 × 10 37 kg·m 2 ) und nicht der Erde als Ganzes ( 8.04 × 10 37 ). Eine Veränderung der Rotationsgeschwindigkeit von Kruste und Mantel um eine Millisekunde ist ungefähr 4.4 × 10 21 Joule. Verteilt auf die 47 Tage vom 23. Mai bis 9. Juli ergibt das gerade mal ein Terawatt. Das ist winzig im Vergleich zu den 174 Terawatt, die die Erde von der Sonne empfängt.
Ja. Danke, ich stimme zu. Aber wenn die offizielle Ursache für die Rotation der Erde heutzutage ist, dass sie sich dreht, weil „sie sich immer gedreht hat“, dann dürfen Sie die 174 TWs von der Sonne nicht zählen. en.wikipedia.org/wiki/Earth%27s_rotation#Origin Aber in diesem Teil meiner Frage kann ich Ihnen leicht zustimmen; Meine Antwort ist; "Auf keinen Fall", und dass sich die Erde wegen der Sonne dreht. :-) Weil ich dieses eine Terwatt nirgendwo anders als bei Sun finden kann.
@JokelaTurbine - Warte! Die Erde dreht sich tatsächlich, weil sie es schon immer getan hat (und weil die Drehmomente klein sind). Es gibt einen großen Unterschied zwischen der Sonne, die Energie liefert, um die Atmosphäre und Kruste + Mantel mit leicht unterschiedlichen Geschwindigkeiten rotieren zu lassen, und zwischen der Sonne, die die Erde rotieren lässt.
Ich denke, diese hochinteressante Diskussion sollte hier fortgesetzt werden. chat.stackexchange.com/rooms/30634/… Ich mache mir nicht die Mühe, alles immer wieder zu schreiben. Aber Ihre Antwort hat mich gezwungen, meine Excel-Tabelle anzupassen. Und bereiten Sie ein neues Diagramm vor, indem Sie alle hier bereitgestellten Dinge hinzufügen. Was Ihnen noch fehlt, ist, wie könnte die Sonne die Rotationsgeschwindigkeit der Erde mit 1 TW Leistung beschleunigen? Als ob es könnte, dann kann es auch die ganze Ursache für die Drehung sein.

Die abruptesten Änderungen der Rotationsgeschwindigkeit der Erde sind auf Wechselwirkungen zwischen Mantel und Kern zurückzuführen. Diese Änderungen sind mit einem Phänomen korreliert, das als geomagnetische Rucke bekannt ist – plötzliche Änderungen im Magnetfeld der Erde. ref1 Der Mechanismus ist unbekannt, aber eine Theorie besagt, dass Taylor-Säulen im äußeren Kern von Klumpen/Vorsprüngen im Mantel mitgerissen werden.

Es gibt auch einen kürzlich entdeckten 5,9-Jahres-Zyklus, von dem angenommen wird, dass er durch das "Wackeln" des Mantels auf dem flüssigen Kern verursacht wird. ref2

Die Länge des Tages wird auch durch den Aktivitätszyklus der Sonne (Sonnenflecken) beeinflusst. ref3

Dekadisch trendbereinigte LOD-Daten (mit gleitendem 6-Monats-Durchschnitt), dargestellt mit 5,9-Jahres-Oszillationsanpassung (gestrichelte Linie)Dekadisch trendbereinigte LOD-Daten (mit gleitendem 6-Monats-Durchschnitt), dargestellt mit 5,9-Jahres-Oszillationsanpassung (gestrichelte Linie)

Danke für diese Antwort. Ich habe auch viel über die Wechselwirkungen zwischen dem Mantel und dem Kern und sogar über das Magnetfeld nachgedacht. Eine bekannte Sache ist, dass der Merkur keine Atmosphäre und ein wirklich schwaches Magnetfeld hat. Schnell studiert, diese Idioten; en.wikipedia.org/wiki/Geomagnetic_jerk springt nicht aus diesem Diagramm heraus; upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/5/5b/… Ich bin beeindruckt und stimme Ihrem Kommentar über die Aktivität der Sonne und ihre Zuneigung zu LOD zu. Nun, ich behaupte, dass die gesamte Rotation von der Sonne ausgeht.

Wenn sich die Erde dreht, bewirkt die Schwerkraft des Mondes, dass die Ozeane steigen und fallen. (Die Sonne tut dies auch, aber nicht so stark.) Es gibt ein wenig Reibung zwischen den Gezeiten und der sich drehenden Erde, was dazu führt, dass sich die Rotation nur ein wenig verlangsamt.

Da die Wassermenge im Ozean variiert, wirkt sich auch dies auf den Rotationseffekt der Gezeiten aus. Ich kann mir nicht die Zeit nehmen, die Berechnungen durchzuführen, aber das scheint vernünftig zu sein.

Dies mag die Grundlage für den Spin sein, aber ich bin sicher, dass eine ionische Potentialdifferenz von 300.000 Volt zwischen der Ionosphäre und der negativen Masseerde, während sie sich durch das Magnetfeld der Sonne dreht, eine Art Lenz-Widerstand erzeugt, der ebenfalls in die Berechnungen einbezogen werden muss . Ich werde diesen letzten Punkt ansprechen, wenn ich etwas Freizeit habe.

Danke für die Antwort. Die Gezeiten gehen zweimal am Tag. Wenn wir berechnen, dass die gesamte Meeresoberfläche der Welt (3,6 x 10^14 m2) um einen Meter angehoben wird (speks für 2 m Flut), haben wir 3,53 x 10^18 Joule, was ungefähr 0,03 % der übertragenen Energie entspricht . Ihre Idee zum Magnetfeld ist jedoch neu und interessant, Danke dafür!
Ich habe das Potential von 300 000 Volt berechnet; wenn es die Arbeit mit 100 % Effizienz erledigen könnte; Diese Beschleunigung von 47 Tagen (4060800 Sekunden) würde einen Dauerstrom von 9 521 933 281 Ampere erfordern. Aber ich sehe kaum einen Mechanismus, wie das funktionieren würde.

Ich möchte auf meine eigene Frage antworten, um einfach die verschiedenen Antworten zusammenzufassen;

  • Die 47-Tage-Änderung im Jahr 1998 betrug 2,3579 ms. Energie 11,6 x10^21 J. Benötigte Leistung 2857 Terawatt.
  • 32 Jahreswechsel 1973-2005 betrug 5,2077 ms Energie 25,6 x 10^21 J. Benötigte Leistung 25,4 Terawatt
  • Typischer Jahreswechsel vom 24.4. bis 1.7. 1,19 ms, 68 Tage, Energie 5,85 x 10^21 J. Benötigte Leistung 1000 TW

Und beide Änderungen erhöhten die Rotationsgeschwindigkeit der Erde!

  1. Body Tides zusammenfassen

    • 0,3 ms für einen Zeitraum von 14 Tagen.
    • 0,16 ms für einen Zeitraum von 28 Tagen
    • 0,14 ms für 1/2 Jahr
    • 0,02 ms für einen Zeitraum von einem Jahr.
    • 0,126 ms für die Mondknotenperiode; (18,6 Jahre)

  2. Ozeangezeiten

    • Max. 0,05 ms für einen Zeitraum von 14 Tagen
    • 0,026 ms für einen Zeitraum von Jahren
    • 0,024 ms für die Mondknotenperiode

  3. Erdbeben Sumatra 0,0068 ms

  4. Geomagnetische Ruckler;

    • Änderungsgröße fast 0,1 ms (Holme & Viron 2013)

  5. Ionosphärenpotential;

    • Ich verstehe das nicht, oder das Papier von Livermore & Hollerbach 2013. Bedeutet das, dass sie bedeutungslos sind. -NEIN, aber zumindest kann niemand klar sagen, ob dies Ursache oder Wirkung ist und was die Größenordnung ist.

  6. Kern und Mantel der Erde

    • Die benötigte Leistung vervollständigt die 32-jährige Beschleunigung; 25,4TW.
    • Erdinterne Hitze 47 TW
    • Die Masse des Kerns beträgt 30 % der Erdmasse.

Es kann geschätzt werden, dass alle oben genannten Faktoren die folgenden Unterschiede zur jährlichen Schwankung der LOD verursachen; - Körpergezeiten; 0,4-0,5 ms - Ruhe, max 0,1 ms Das bedeutet, dass sich in 68 Tagen ca. 0,6 ms ändern, was 2,9 x 10^21 J Energie und 500 TW Leistung erfordert, bleibt unerklärlich.

  1. Atmosphäre und Sonne.

Die Hadley-Zelle erzeugt im Jahresdurchschnitt 198 TW kinetische Energie an die Atmosphäre, aber die Ferrel-Zellen verbrauchen 275 TW, sodass wir am Ende einen kinetischen Leistungsverlust von -77 TW im System haben.

Madden-Julian-Oszillation, MJO- Regen mit Faktor 5 im Vergleich zu Hadley-Cell , und seine Höhe beträgt auch 15 km, verglichen mit 10-15 km Höhe von Hadley. Ich habe keine Informationen über die Energetik von Madden-Julian gefunden, aber wenn wir es mit Faktor 5 skalieren, basierend auf der Regenmenge, hätten wir (5 x 198 TW ~) 1000 TW. Aufgrund der Natur von MJO kann es leicht sogar eine um ein Vielfaches höhere Kraft haben. Offensichtlich ist auch, dass das MJO die Luft in ca. 13 000 km Entfernung 1/3 des Erdumfangs schiebt und zieht, und gleichzeitig eine Stoffübertragung in einen größeren Radius in der Größenordnung von 7-10 km erfolgt. Somit ist eine Beschleunigung von LOD möglich.

Weitere Schlussfolgerungen über den Einfluss der Sonne auf LOD sind:

  • Einfluss von Sonnenflecken festgestellt (Lihua Ma, 2015.)
  • Benötigte Energie ist leicht verfügbar; 173 000 Terawatt
  • 30 % des Stroms werden zur Erzeugung von Wasserdampf/Regen verwendet;
  • 1,38 x 10 ^15 kg / Tag, benötigte Leistung mindestens 26 118 Terawatt
  • Volumenausdehnung 2,3 x 10 ^15 m3 (d. h. 10 km x 482 km x 482 km)
  • Steigt tagsüber hoch, regnet abends. (Tropischer Regengürtel)
  • Bewegt sich mit 5 m/s (Referenz) nach Osten , was 432 km/Tag bedeutet
  • 1,38 x 10^15 kg Masse wird täglich bis zu 10 km hoch gehoben, bewegt sich 400 km nach Osten und regnet wieder herunter.
  • Beachten Sie, dass die Richtung des Stoßes durch die Luftdichte gegeben ist, die von der Lufttemperatur herrührt. Der Morgen um 6 Uhr ist der kälteste Punkt, und der Nachmittag um 15 Uhr ist der heißeste.

Laut Jianli Chen, 2005, Global Mass balance and the Length-of-day Variation, Summary;

Wenn jedoch eine vollständige Massenbilanz angewendet wird, werden die saisonalen ozeanischen und hydrologischen Erregungen zu klein, um die Änderungen der verbleibenden LOD zu erklären.

Laut Richard S. Gross, "Earth Rotation Variations - Long Period". Seite 20;

Die Schwankung der Tageslänge im Zeitraum von 1500 Jahren ist derzeit unbekannt. Angesichts seiner großen Amplitude, die zu groß ist, um durch atmosphärische und ozeanische Prozesse verursacht zu werden, die jedoch in ihrer Größe mit der Amplitude der dekadischen Variationen vergleichbar ist, wird sie wahrscheinlich durch dieselben Kern-Mantel-Wechselwirkungen wie Gravitationskopplung verursacht sind dafür bekannt, dekadische Schwankungen in der Tageslänge zu verursachen.Dekadische LOD-Variationen

Daraus kann geschlossen werden, dass die interne Energieproduktion der Erde nicht die benötigte Energie für die sich beschleunigenden Schwankungen der LOD liefern kann. Es kann weiter gefolgert werden, dass nur der Energieverbrauch von 77 TW der Ferrel- und Hadley-Cell-Kombination ausreicht, um die LOD in nur 30 Jahren um etwa 15 ms zu reduzieren. Meeresströmungs- und andere Verluste würden dies nur noch verstärken. Daraus muss geschlossen werden, dass die einzige Quelle für die Rotation die Sonne sein kann. Es wurden in der Vergangenheit bereits viele Beschleunigungen von 4-5 ms beobachtet, die in nur 20 Jahren passiert sind. Um diese auf den Maßstab zu bringen, bedeutet dies, dass die Rotationszeit von 86400 s in nur etwa 20 Millionen Jahren erreicht werden könnte. Schauen Sie sich andere Planeten an; Rotation des Uranus? Magnetfeld der Venus?

Ich stimme zu, dass es eine Reihe von Kräften gibt, die die Rotationsänderung des Impulses, Gezeitenvariationen, Kruste und Mantel vs. Innerer Kern und Magnetfeldvariationen zwischen Erde und Atmosphäre verursachen. Ich würde auch denken, dass atmosphärische Turbulenzen ebenfalls eine Rolle spielen würden, große Typhone und auch Hurrikane.
Veränderung der kinetischen Energie der Erde
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