极移是指地球自转轴在地球本体内的晃动;或者反过来把自转轴看成确定不变,也可说是指地球作为一个整体相对于地球自转轴的一种扭动。它在本质上与岁差和章动不同,岁差和章动引起的是地球整体随其自转轴一块儿摆,只能改变轴的空间指向,使得天极去绕黄极作复杂运动,却不能改变地轴相对于地球本体物质分布的位置和走向。
从具体表象上看,岁差和章动改变了黄赤交角,使回归线和极圈在地球表面南北漂移,但它们却改变不了地球南北极点和赤道的地表位置和走向,也不能改变地球表面任何一个地点的地理座标。
举例来说,由于岁差和章动,尽管现在的北回归线已经漂出了嘉义北回归线公园之外,但原标志塔的经纬座标却并未因岁差和章动有任何改变。极移则完全不同,它改变的是整个地球地理座标系统。
因为极移,南北极点的地表位置变了,赤道走向变了。地球表面所有地点的经纬座标甚至经线纬线的走向都得跟着变,尽管这些改变量极小。极移对回归线漂移的影响不是回归线漂离地表标志,而是极移迫使标志点改变自己的座标,是标志点漂离回归线。当然从效果上是分不出来的,都是回归线和标志点的分离,有时方向一效,有时方向相反。
根据现有的观测事实和研究结果,极移的量极小,南、北极点只在一个24米*24米见方的小范围内逆时针循一个近似圆形的缧旋曲线移动,其特征十分复杂。它对地球上每个地点的影响也都极小,比如对于北回归线上的墨江和嘉义,据我台冒蔚教授的估算,由极移造成的纬度变化最大时也不会超过10多米,每年的变化量只有90.5mm上下,并且不是常数。
这样的小影响对于象建标这类实际应用是完全可以忽略的,但由于它能使地球座标系统发生错乱,在一些精密定位工作和探索性研究工作中就必须重视。例如天文学中的测时(世界时服务),星表编制,大地测量中的精密地图绘制等都需要对观测资料作极移改正。
从回归线漂移的天文成因出发,我们分别讨论了岁差、章动和极移三种客观存在的天文和地球物理现象。回归线漂移只是它们的诸多效应之一,它们的研究价值也同时体现在其它许多天文学研究课题中。仅对回归线漂移而言,岁差是主因,章动次之,极移的影响甚微。当然除了这些天文因素外,地球的板块运动等也有作用,但已不属于本文的讨论范围了。
回归线的漂移是自然界存在的客观现象,它给我们的建标工作带来了一点不大不小的缺憾。但如果这是一种缺憾的话,古代贤哲们还为我们留下了更大的缺憾——严格说起来,北、南回归线的西文名称Tropic of Cancer(北回归线)和Tropic of Capricorn(南回归线)在现在看来似乎也己经是“错误”的了。Cancer是巨蟹座,Capricorn是摩羯座,但由于岁差进动,现在的夏至点和冬至点已经不在这两个星座,而分别位于双子座(Gemini)和人马座(Sagittarius)了。
较起真来,是否也应改为Tropic of Gemini和Tropic of Sagittarius呢?再过几千年,如果又换了星座,是否再改呢?看来迄今为止,没有人认为有这个必要。它们已经转意成了回归线的含义并为人们接受了几千年,又何必拘泥于其原本的所指呢?所以,我劝那些担心北回归线会漂离当地标志而感到别扭的朋友,只要说明标志物坐标的历元,而无须为此有任何尴尬。
本文标题:回归线漂移的天文成因(3)
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