專利名稱：日光監(jiān)測地球極移系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于監(jiān)測地球極移的系統(tǒng)裝置。背景技術(shù)：
旱期人們先是根據(jù)緯度變化來研究極移變化的?，F(xiàn)在監(jiān)測地球極移 方法多采用激光技術(shù)和甚長基線射電干涉技術(shù)。以及人造衛(wèi)星多普勒觀測方法。
發(fā)明內(nèi)容
1、我們?yōu)槭裁匆ù罅饨⑷展獗O(jiān)測地球極移系統(tǒng)，它的意義何 在？從近期利益看主要是探索引發(fā)地震的根本原因，從長遠(yuǎn)利益看主要是分析了解地 球過去演化歷史和未來發(fā)展趨勢。從我們掌握的資料分析判斷，地球自誕生以來，曾經(jīng)有過多次大極移。地球各地都 經(jīng)歷過冰川與赤道的交替變換。而且每次大極移都是太陽、月亮、地球引力與地球自轉(zhuǎn)的離 心力相互作用，使地殼破裂造成的。地球在自身引力的作用下，重新整合復(fù)圓。自轉(zhuǎn)重心發(fā) 生新的變化出現(xiàn)大極移。以南極為例，科考發(fā)現(xiàn)南極大陸有煤炭，且儲量豐富。這是不爭的 事實。按現(xiàn)實氣候條件，南極絕對不可能生長出茂盛的森林，也沒條件形成煤炭。而煤炭的 存在，說明南極自地球有綠色生命以來，至少有過一次植物繁盛時期。曾經(jīng)是赤道熱帶地區(qū) 或溫帶地區(qū)。據(jù)此，我們可以有兩種假設(shè)，第一，假設(shè)南極先處于熱帶氣候，這里森林茂盛。 其它地區(qū)處于極地冰川氣候。經(jīng)過一次大的地質(zhì)變化后，出現(xiàn)大范圍極移。隨后，原先本是 極地冰川現(xiàn)在變成赤道熱帶地區(qū)，或是溫帶地區(qū)。冰雪開始消融氣溫變曖，植物從別的地方 遷移漫延過來。而原先的熱帶地區(qū)氣候突然變冷，茂密的森林植物死亡，被泥土或冰雪掩 埋。長時間在特殊地質(zhì)條件下形成煤炭，形成今天的地球狀況。第二種假設(shè)，南極先處于極地冰川氣候，其它地區(qū)是赤道熱帶氣候。突然遭遇大的 地質(zhì)變遷，出現(xiàn)大極移，冰川區(qū)和熱帶地區(qū)相互交替，南極變成赤道熱帶地區(qū)或溫帶地區(qū)。 植物開始繁盛。后來又突然出大極移。南極又重新變?yōu)闃O地冰川地區(qū)，植物突然死亡，被泥 土冰雪掩埋變成煤炭。其它地區(qū)又恢復(fù)到熱帶地區(qū)，冰雪融化，動植物又開始繁衍。直到地 球現(xiàn)狀。如果第一種假設(shè)成立則南極在有綠色生命的年代里，至少有過一次大范圍極移。 第二種假設(shè)成立，南極至少有過兩次大范圍極移。我們還可以通過地質(zhì)資料“冰白”來說明地球發(fā)生過多次大范圍極移。全世界各地有過冰白的報道不少，北美、北歐、南極等地也有一些報道。在我們中 華大地上報道更多，更詳細(xì)。自高緯度區(qū)的北方到低緯度低海拔的海南島，廣東、福建、湖 南、黃山、廬山、西藏、內(nèi)蒙都發(fā)現(xiàn)有許多冰臼。冰臼是古冰川作用的直接產(chǎn)物和古冰川作用的重要遺跡和證據(jù)。也是古冰川運動 存在的有力見證。冰臼的確是冰川消融時，冰塊、碎石、水居高臨下，強烈沖擊，濺射研磨而形成的深 坑。但是它必須是在大范圍極移的情況下，極地冰川突然變成赤道熱帶地區(qū)或溫帶地區(qū)。那 些低海拔、雪線以下冰川遇到高溫，由表層開始急劇融化，因冰層很厚，落差很大，冰塊、碎 石、冰水居高臨下形成強大的沖擊力，沖擊冰層下的基巖，沖擊和研磨形成深坑，即冰臼。雪線以上的冰川，既或是處在熱帶地區(qū)也不會快速融化。不能形成強大的水流，也不會在基巖生成冰臼。不經(jīng)歷大范圍極移的極地冰川也因為融化速度慢不會形成激流，也不會生成冰 臼。這就是我們今天能在低緯度、低海拔地區(qū)的海南島、廣東等地區(qū)找到冰白的原因。 也說明這些地區(qū)曾經(jīng)是極地冰)I丨地區(qū)。根據(jù)我們已經(jīng)掌握的資料來看，全世界冰白煤炭的分布范圍十分廣泛。有冰臼的 地方證明它曾經(jīng)是冰川地區(qū)。有煤炭的埋藏，證明這個地方曾經(jīng)是植物茂盛的熱帶或溫帶 地區(qū)。冰川區(qū)不可能長有茂盛的綠色植物，反過來有森林的地方不可能是冰川地區(qū)。而現(xiàn) 在我們發(fā)現(xiàn)的冰白和煤炭在同一個地區(qū)都存在。這些證據(jù)充分說明在地球漫長的歷史長河 中，全世界大多數(shù)地方都經(jīng)歷過極地冰川與赤道熱帶和溫帶的交替變遷。大范圍的極移發(fā) 生過多次。南、北極地和赤道不是永恒不變的。而是隨著地球的大地質(zhì)構(gòu)造變化，以及自轉(zhuǎn) 軸心線隨重心變化而隨時調(diào)整變化的。為什么會產(chǎn)生大范圍極移呢？要回答這個問題，先讓我們把目光投向太陽系和太 空。我們會發(fā)現(xiàn)太陽和所有恒星、各大行星、大的衛(wèi)星，都是圓形球體。為什么不是其它形 狀呢？是誰把它們雕鑿成如此規(guī)則的圓球呢？為什么要不停地自轉(zhuǎn)而又互相吸引，無一例 外呢？萬有引力是宇宙物質(zhì)的共性。星球靠自身引力把周邊物質(zhì)吸引到自已周圍。引力方 向是指向球心的，而且半徑相同的球面，引力處處相等。但星球自轉(zhuǎn)產(chǎn)生離心力的大小卻是 與自轉(zhuǎn)軸心線垂直半徑長短來確定的。半徑越長離心力越大。南北極地引力和離心力不在 一條直線上。極地軸心線附近沒有足夠引力吸引更多物質(zhì)，由于引力和自轉(zhuǎn)離心力規(guī)律，兩 方面因素決定了星球在宇宙中運行只能是以圓形球體存在，而不能是其它形狀。星球間的引力作用加上自轉(zhuǎn)時離心力差異這兩個因素，又是打破星球維持圓球形 狀的元兇，使得星球外殼破裂，形成地震和大范圍極移。我們以地球為例來分析大極移的形 成過程，地質(zhì)研究顯示，喜瑪拉雅運動發(fā)生在距今0. 8-0. 03億年，喜瑪拉雅是年輕的山脈。 可是如今它卻變成世界屋脊。是什么力量把它抬升這么快？原因是它地處赤道附近，地球 自轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的離心力最大，加上周邊的地質(zhì)環(huán)境，使得它不斷上升，地球?qū)蓤A變得不圓 了，變成嚴(yán)重的橢球體了。當(dāng)?shù)厍虻囊Τ惺懿涣藦姶蟮碾x心力時，加上星球間的引力作 用，就會打破平衡，出現(xiàn)山崩地裂，大地震，喜瑪拉雅山脈會在地球引力作用下陷進(jìn)熔融的 巖漿之中。在一場大的地質(zhì)構(gòu)造運動過后，地球重新恢復(fù)到圓形球體。新面貌的地球重心 會發(fā)生巨大調(diào)整。出現(xiàn)大范圍極移。那時候，南北極和赤道都不會是現(xiàn)在的地方。下面說 說地震的成因。探索引發(fā)地震的根本原因地球自轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力和星球之間的相互作用力，是引發(fā)地震的根本原因。太陽系是一個以太陽為中心的大家庭，八大行星依離太陽距離由近及遠(yuǎn)的次序是 水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星。小行星絕大多數(shù)在火星與木星之間的 橢圓軌道上，組成一個小行星帶。它們每個的體積并不大，但數(shù)目很多，已能確定其運行軌 道的有近2000顆。地球作為太陽系大家庭中的一個成員，除了一刻不停地自轉(zhuǎn)外，還要繞太陽公轉(zhuǎn)， 并隨太陽一起在銀河系中運動。地球在太陽系運行的過程中，對地球影響最大的作用力有 三個方面。一、地球本身的引力。二、地球自轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力。三、太陽的引力和星球之間的相互作用力。一、地球自身的引力。在天體的形成和演化過程中，引力起著主導(dǎo)作用；在廣袤的宇宙中，在天體之間， 引力相互作用占據(jù)著主宰地位。由于地球自身的引力作用，地球上所有物質(zhì)都有重量，重力方向垂直指向地心。地 球是一個球形天體，地球半徑六千三百七十八千米，巖石從地表堆積到地心，層層擠壓。在 這么厚的巨大物質(zhì)重量的重壓下，越是接近地心的物質(zhì)，承受的壓力越大，密度越大，溫度 越高。相反，越是遠(yuǎn)離地心的物質(zhì)承受的壓力越小，密度越小，溫度越低。由于壓力的作用， 地球的核心深處物質(zhì)平均密度為10. 72克/立方厘米，質(zhì)量為188 X IO24克，溫度在6800°C 以上，物質(zhì)呈液體狀態(tài)。地幔介于地殼與地核之間它的平均厚度達(dá)2900千米，體積約有 898000 X IO6立方千米，平均密度為4. 53克/立方厘米。總質(zhì)量為4068 X IO24克，可以說 是地球的主體。這里溫度和壓力都比地殼部分顯著增高。壓強有100多萬大氣壓，溫度大 約有1200⑴2000°C。而且隨著深度的增加不斷增大，地幔也可分為上、下兩層，35-1000千 米左右為上地幔，1000-2900千米為下地幔，根據(jù)資料上地幔的一部分即從70-100千米到 200-400千米這一層里，巖石可能接近于融溶狀態(tài)。具有較大的可塑性，可以緩慢的流動，這 里是熾熱巖漿的發(fā)源地。地殼是指地球外表一層堅固硬殼，其平均厚度約17千米，地殼主要由硅鋁氧化物 組成。地殼按其厚度和物質(zhì)成分不同，又可分為大陸地殼和海洋地殼。大陸地殼比較厚，其 平均厚度在35千米左右，我國的青藏高原最厚可達(dá)60-70千米。而大洋地殼則比較薄，平 均厚度只有6千米左右。引力來源于物質(zhì)。地球上所有物質(zhì)的引力匯集在一起構(gòu)成巨大的地球引力。由 于地球的引力作用才把地球上所有物質(zhì)凝聚在一起，構(gòu)成一個復(fù)雜圈層結(jié)構(gòu)的天體，如果 以地球表面為界面，可分為內(nèi)部圈層(地殼、地幔、地核)和外部圈層(大氣圈、水圈、生物 圈)。也由于地球的引力作用，地球上所有物質(zhì)才有重量，逐層積壓，重力直指地心。使得地 幔、地核深處的壓力極大，溫度極高，物質(zhì)的密度極大，原本在地表的巖石固體物質(zhì)，在這里 熔化變成流動的巖漿液體，在外部壓力下，產(chǎn)生強大地心內(nèi)應(yīng)力，是地震、火山噴發(fā)形成和 發(fā)展的強大的動力源泉。也為火山噴發(fā)提供巨量的流動的高溫液體物質(zhì)。地球是個圓形球體它的外包裹層，地殼是由固體巖石構(gòu)成的，象西瓜皮一樣包圍 在地球外層，呈曲拱形。曲拱可以承受巨大的外部壓力和內(nèi)部引力。從地殼巖石圈一經(jīng)形 成后，地殼物質(zhì)的向心壓力就是一個穩(wěn)定的常數(shù)。但曲拱對外部星球的引力(拉力)、地球 內(nèi)部強大的壓強形成的內(nèi)應(yīng)力和地殼自轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力的承受力相對較差。平常情況下因 地球引力使物質(zhì)堆積形成的巨大壓力，與地核深處巖漿受重壓產(chǎn)生的巨大壓強形成的內(nèi)部 應(yīng)力是平衡的。盡管地球內(nèi)部壓力如此巨大，地震和火山噴發(fā)，也必須有引發(fā)的因素才會發(fā) 生。二、地球自西向東繞地軸自轉(zhuǎn)，產(chǎn)生了強大的離心力。地球是一個橢球體，赤道半徑6378. 140千米，極半徑是6356. 755千米，每天繞地
軸自轉(zhuǎn)一圈。我們都知道，做圓周運動的物體，必須要有一個足夠大的向心力，在向心力的作用下才能改變物體的運動方向。地球上的物質(zhì)要做圓周運動也必須有一個強大的向心力，在向心力的作用下，比 如地球外層地殼的物體才會產(chǎn)生向心加速度。因而時刻改變著地殼物質(zhì)的運動方向，這個 向心力就是地球的吸引力。作圓周運動的物體即然受到一個向心力，那么根據(jù)作用力與反作用力定律，作圓 周運動的物體必同時受到一個反作用力，這個反作用力是沿著半徑背離圓心的，所以叫做 離心力。離心力的大小等于向心力。向心力的大小，跟做圓周運動的物體質(zhì)量m，圓周半徑r和運動角速度ω有關(guān)系。離心運動使做圓周運動的物體，由于本身的慣性，總是有沿著圓周切線飛去的傾 向。其所以沒有飛去，是因為受了向心力作用的緣故，從某種意義上講，向心力的作用，是不 斷地把物體從圓周運動的切線(這是它不受向心力時將會運動的路線)拉到圓周上來，使 它同圓心的距離保持不變。一旦作為向心力的合外力突然消失，物體就沿切線飛去，離圓心 越來越遠(yuǎn)。除了合外力突然消失這種情況外，在合外力不足提供物體做圓周運動所需的向心 力(F = mrCo2)時，物體也會逐漸遠(yuǎn)離圓心，這是因為在這種情況下，合外力雖然把物體拉 離開切線，但還不能把它拉到圓周上來的緣故，所以物體將沿著切線和圓周之間的某條曲 線運動，離圓心越來越遠(yuǎn)。做勻速圓周運動的物體，在合外力突然消失或者不足以提供圓周運動所需的向心 力的情況下，做逐漸遠(yuǎn)離圓心的運動，這種運動叫做離心運動。天體之間做圓周運動無論是星球的自轉(zhuǎn)還是行星繞太陽公轉(zhuǎn)的向心力，實質(zhì)就是 任何有質(zhì)量的物體之間的相互吸引力。都遵守萬有引力定律宇宙間的一切物體都是互 相吸引的，兩個物體間的引力大小，跟它們的質(zhì)量的乘積成正比，跟它們的距離的平方成反 比。1、地球表面因高山、丘陵、海洋高度差異，自轉(zhuǎn)過程中產(chǎn)生的離必力差異。地球是個龐大的球體，從太空拍攝的圖片看，圓周是一條非常光滑的曲線，見不到 高山隆起，海洋凹沉的鋸齒狀曲線。但是地球表面并不像我們通常所見到的球體圖片那樣 渾圓而光滑。而是凹凸不平，高低參差不一，就全球來說，地形上最大差異和起伏，是大海和 陸地的差別。一般認(rèn)為，凸起的是陸地，凹下去的是海洋，但是陸地或海洋也并不是到處都 一樣高低。以我國為例，在陸地上，有高入云霄的喜馬拉雅山，素有“世界屋脊”之稱。也有 居于崇山峻嶺包圍之中的吐魯番盆地、四川盆地。有高低起伏的江南丘陵，也有一望無際的 華北平原、東北平原、八百里秦川。再看海洋，不僅海洋表面有起伏，而且海底也是不平坦 的，海底也和陸上一樣，有海底山脈，也有千溝萬壑。如位于西太平洋的馬里亞納海溝，深達(dá) 11034米。海底山脈首尾相連，縱貫全球各大洋中，有的山脈露出海面，形成海洋島嶼。海底 也有海洋盆地，海底平原。地球表面高低起伏，相差如此巨大，在地球自轉(zhuǎn)的圓周運動中，產(chǎn)生的離心力也是 不均衡的。2、地球緯度不同，地表到自轉(zhuǎn)軸心線半徑差異，導(dǎo)致地球自轉(zhuǎn)產(chǎn)生離心力差異。地球繞地軸自轉(zhuǎn)，赤道線一帶半徑最大，赤道周長4萬多公里，合華里就有8萬多 里，地球自轉(zhuǎn)一周就是一天，在赤道地區(qū)人們即使坐著不動，每天也等于“走” 了 8萬多里路。平均每秒的速度463米，時速1667千米。赤道地區(qū)的速度最大，其它緯度地區(qū)逐漸變 小，兩極地區(qū)速度最小。以赤道線為中線分別走向兩端的南北極，球面到地球軸心線的半徑 逐漸變短，我們知道不同半徑圓周運動需要的向心力大小不同，向心力的大小跟做圓周運 動的物體質(zhì)量，圓周半徑和運動的角速度都有關(guān)系。雖然它們的角速度一樣，但以赤道線為 中線，到南北極的圓周半徑逐漸變短，物體質(zhì)量也不均衡，相差很大。不同緯度的地區(qū)，在地 球做圓周運動中，需要的向心力不同，產(chǎn)生的離心力也不同。當(dāng)離心力小于向心力(引力) 的時候，地殼的物質(zhì)做圓周運動；離心力大于向心力(引力)，地殼物質(zhì)會逐漸遠(yuǎn)離圓心，合 外力把地殼物質(zhì)拉不到圓周上來。使地殼發(fā)生破裂。3、地球的引力在不同地區(qū)卻基本上相同，是個常數(shù)。地球在不同的地方對物質(zhì)的引力大小有差異，但差異很小，這一點可以從重力加 速度g的數(shù)據(jù)中推斷出來(在地球上不同的地方，g的大小是不同的，赤道上g = 9. 780米 /秒2，在北極g = 9. 832米/秒2，在北京g = 9. 801米/秒2。在通常的計算中可把g取 作9. 8米/秒2)。地球引力是一個常數(shù)，而且是有方向的，是豎直向下指向地心的。離心力大小在不 同地方是不一樣的，離心力的方向總是與地球旋轉(zhuǎn)的軸心線垂直，離心力的大小取決于地 球表面到地球旋轉(zhuǎn)軸心線的垂直半徑。與地球引力方向存在一定夾角。也正是這個原因， 宇宙中的旋轉(zhuǎn)天體都被打造成圓球狀，而不是圓柱體，長方體或其它形狀。4、引力與離心力的相互影響過程與結(jié)果我國的地形西高東低，青藏高原南緣的喜馬拉雅山脈平均海拔6000米，有46座 7000米以上的高峰，在全世界19座8000米以上高峰中，占了 16座，是世界上擁有高峰最多 的山脈。青藏高原面積達(dá)230萬平方千米，平均海拔4500米，是世界上最高的高原，被稱為 “世界的屋脊”。四川盆地位于青藏高原東端的萬山叢中，海拔比青藏高原低的多，雖然同處于一 個緯度地區(qū)，海拔高度相差好幾千米。在地球自轉(zhuǎn)運動中，兩地的離心力相差懸殊，人們通 過測量，認(rèn)為珠穆朗瑪峰以每年幾毫米的高度在上升，實際上也是青藏高原距離地球自轉(zhuǎn) 軸心線的半徑大，質(zhì)量巨大，因此離心力也大。而地球的引力大小，與地球半徑物體質(zhì)量有 關(guān)，與角速度無關(guān)，是一個常數(shù)，不會隨著地殼表面旋轉(zhuǎn)的角速度變化而跟著變化。這就會 出現(xiàn)離心力與向心引力失去平衡，使海拔高度高的地區(qū)與海拔低的地區(qū)地殼破裂。在出現(xiàn) 破裂的瞬間，地球深處的巖漿就會乘機沖出地面，而地球引力又要將地殼的物質(zhì)拉回原來 圓周的位置，這樣兩種力量斗爭的過程，就是地震的過程，當(dāng)兩種力量平衡后，地震也就停 止了。震后一些地區(qū)地殼上升了，一些地區(qū)地殼下沉了，只是我們現(xiàn)在沒有一套精準(zhǔn)的地面 變化監(jiān)測設(shè)備，震前震后沒法參照比對?！邦惸拘行恰鄙系墓猸h(huán)是星球自轉(zhuǎn)時離心力的產(chǎn)物。八大行星按離太陽的距離由遠(yuǎn)及近的次序是水星、金星、地球、火星、木星、土星、
天王星和海王星。根據(jù)質(zhì)量大小、化學(xué)成分等的不同，行星可分為兩大類，以地球為代表的這一類叫 做“類地行星”，包括水星、金星、地球和火星。它們一般都是體積小、質(zhì)量小、密度大，自轉(zhuǎn)較 慢的天體；另一類是以木星為代表的“類木行星”包括木星、土星、天王星和海王星。它們都是體積大、質(zhì)量大、密度小，自轉(zhuǎn)較快的天體，現(xiàn)在四個“類木行星”中的三個都發(fā)現(xiàn)有光環(huán)， 觀測證實海王星確實可能有光環(huán)。為什么“類地行星”沒有光環(huán)？而“類木行星”有光環(huán)，而 且環(huán)與環(huán)之間又是那么不同?；卮饝?yīng)該是“類地行星”在自轉(zhuǎn)圓周運動過程中，向心力(星 球引力)大于或等于離心力，地球有足夠的引力(向心力)保證表面的物體能在向心合外 力的作用下作圓周運動。
而“類木行星”的離心力大于或者等于向心力(星球引力)，缺乏足夠大的引力(向 心力)。使得地面碎石等物體離開地面，向地球上的塵埃顆粒那樣飄浮在空中，但仍在星球 的引力范圍內(nèi)，在切線與圓周之間的某條曲線運動，遠(yuǎn)處望去是一條條光環(huán)。物體做圓周運 動向心力大小的計算公式F = mr ω2和物體作圓周運動存在離心運動的物理規(guī)律同樣適用 于其它星球的旋轉(zhuǎn)運動。
三、太陽的引力和星球之間的相互作用力。
引力雖然用肉眼看不見，但我們都能感覺到它的存在。引力就像無數(shù)條有伸縮性 的“橡皮筋”，從發(fā)源地出發(fā)，牽拉住周邊的物體。那些距離近、離心力小的物體被拉回到引 力出發(fā)地，和原有的物質(zhì)溶為一體。那些距離遠(yuǎn)、離心力大的物體，則會在無數(shù)條“橡皮筋” 的牽引下作圓周運動。如果這些做圓周運動的物體，遇到外力相互作用時，只要不超出“橡 皮筋”的彈性范圍，它們會自動調(diào)整運行軌道，達(dá)到新的引力平衡。當(dāng)外力作用消除后，又重 新恢復(fù)到原來的運行軌道。
1、太陽的引力
太陽系中，以太陽為中心，因太陽的引力作用，使得各行星繞太陽公轉(zhuǎn)，太陽的位 置不在各行星公轉(zhuǎn)軌道的中心點上，存在一定的偏心率，地球不停地自西向東自轉(zhuǎn)，同時沿 著橢圓形軌道繞太陽公轉(zhuǎn)，并隨著太陽一起在銀河系中運動。地球距離太陽有時近有時遠(yuǎn)。 一天有時超過M小時，有時卻不到M小時。說明地球在公轉(zhuǎn)軌道上各個時段受太陽的引 力是不一樣的，離太陽近時受到的引力大，離太陽遠(yuǎn)時受到的引力小。
2、地球、月球、太陽之間的相互作用。
月球是地球的天然衛(wèi)星，月球繞地球公轉(zhuǎn)，地球領(lǐng)著月球繞太陽轉(zhuǎn)圈。月球受地球 的引力，也受太陽的引力，因同時受到兩個方面的引力，這就決定了月球公轉(zhuǎn)與自轉(zhuǎn)周期相 同。而其它行星主要受太陽的引力，所以公轉(zhuǎn)和自轉(zhuǎn)周期不同。地球繞太陽公轉(zhuǎn)一圈約365 天，同時每天自轉(zhuǎn)一圈而月球繞地球公轉(zhuǎn)一周需要四天多。公轉(zhuǎn)和自轉(zhuǎn)周期相同。月球的 公轉(zhuǎn)軌道與地球赤道平面不一致，不在赤道平面里轉(zhuǎn)。它們都是周而復(fù)始的有規(guī)律地沿著 自己的軌道運行。
在月球繞地球公轉(zhuǎn)一周的過程中，上弦月和下弦月的時候，有兩次機會處于地球 繞太陽公轉(zhuǎn)的軌道線上，在這兩個時候，地球與月球的引力線垂直于太陽。月球與地球的距 離遠(yuǎn)近主要由月球和地球的相互引力大小來決定。地球、月球、太陽三者位置呈三角形。
當(dāng)月球繞地球公轉(zhuǎn)到滿月位置時，月球離地球最近，太陽離月球最遠(yuǎn)，因為這時作 用于月球的引力是地球?qū)υ虑虻囊由咸枌υ虑虻囊χ汀Ｋ鼈內(nèi)咧g的位置關(guān) 系是太陽-地球-月球，并同處一條直線上。
當(dāng)月球運行到新月位置時，月球離太陽最近，太陽對月球的引力最大。月球距地球 的位置最遠(yuǎn)。這時作用于月球上的引力是地球?qū)υ虑虻囊p去太陽對月球的引力之差。 它們?nèi)叩奈恢藐P(guān)系是太陽-月球-地球，同處于一條直線上。
從以上分析可知月球繞地球旋轉(zhuǎn)的軌道是一個橢圓形。從新月位置出發(fā)到滿月位 置，這段行程月球是逆太陽的引力而行，如同逆水行舟。從滿月位置到新月位置，這段行程 月球是順太陽的引力而行，如同順?biāo)兄郏@樣一個順行和逆行的過程，造成月球公轉(zhuǎn)速度 的不均勻。導(dǎo)致月球出現(xiàn)輕微的擺動。
星球的運動都受萬有引力規(guī)律的支配。它們之間的作用力是相互的?；舆^程是 十分復(fù)雜的。月球的運動受地球和太陽的影響，反過來月球和太陽同時可以影響地球的運 行。月球繞地球公轉(zhuǎn)的速度的不均勻性和離地球距離的遠(yuǎn)近變化，以及月球公轉(zhuǎn)軌道不在 赤道平面內(nèi)，由于這三個因素通過引力的相互作用，會使地球晃動搖擺。比如，地球自轉(zhuǎn)的 軸心線不在一個固定地點，而是不停地在一定的范圍內(nèi)移動。出現(xiàn)極移現(xiàn)象；海洋的大潮漲 落都發(fā)生在月亮的新月和滿月位置。這些現(xiàn)象有力地證明月球和太陽可以改變地球的行動 規(guī)律。
引起極移的另一個原因是地球表面的高低起伏參差不齊。地球在自轉(zhuǎn)的過程中也 存在一個重心平衡問題。比如夏至點為什么落在西徑90度與北回歸線交點上，而90度徑 線正好從青藏高原的中間位置穿過。夏至點就在“世界屋脊”珠穆朗瑪峰的附近，是巧合還 是必然？地球沿橢圓形軌道繞太陽公轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)一圈就是一年，這公轉(zhuǎn)過程中，地軸和公轉(zhuǎn)軌道 成66度34分的傾斜，而且地軸的傾斜方向不變，北極總是指向北極星附近，這樣太陽的直 射點總是在南、北回歸線之間來回移動。為什么地軸保持和公轉(zhuǎn)軌道成66度34分的傾斜， 而且傾斜的方向不變？主要原因是地球自轉(zhuǎn)時要尋求重心平衡的緣故。夏至點是地球自轉(zhuǎn) 重心平衡形成的。青藏高原是地球表面高于平均海拔最高的地方，而且面積非常大，物質(zhì)的 質(zhì)量也是地球表面最多的。假如把青藏高原多于地球平均高度的物質(zhì)移走，那地球自轉(zhuǎn)重 心就會重新調(diào)整，地軸和公轉(zhuǎn)軌道傾斜度就要改變，地球上的春夏秋冬就要重新描述。說不 定青藏高原沒有隆起還處在海洋中的時候，地球的氣候并不是今天的樣子。南北極地也不 在今天的位置。
地球的極移是以上幾種作用力相互作用的結(jié)果。一、從地球本身來說，地球表面地 勢高低起伏差異很大，造成地球自轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力差別很大，重心偏移，引起極移。二、太陽 不在各行星運行軌道的中心點，存在一定的偏心率，使地球在公轉(zhuǎn)運行過程中，受到太陽的 引力也是不均衡的。三、月球繞地球公轉(zhuǎn)因受到地球和太陽兩方面引力作用，運行軌道呈橢 圓形。使月球和地球相互引力不斷發(fā)生變化?？偠灾?，上述三種不穩(wěn)定因素，它們相互作 用，互相影響，形成合力，使地球在運行過程中出現(xiàn)晃動搖擺。使地球自轉(zhuǎn)軸心線不是一個 固定點，而是不停地在一定范圍內(nèi)移動。
極移意味著地球要在南北極方向作以地球自轉(zhuǎn)軸心線為中心線徑向傾斜和擺動。 由于地球上地形復(fù)雜，各個地方，因為海岸有巖岸和沙灘的區(qū)別，海水深淺不一，海岸彎曲 多變，海面寬窄不同。地球作徑向傾斜和搖擺，陸地的變化很小，海水因地形的改變要發(fā)生 較大的流動。形成較大的水位差。又因地球是個球體，而不是一個平面，地球極移，在同一 緯度的地區(qū)，經(jīng)度不同的地區(qū)，地球表面位移也不同，世界各地的潮汐會千差萬別，大洋中 的島峪潮差一般只有幾十厘米，有些海域甚至小到可以忽略的地步，被稱為無潮海。我國沿 海各地潮差不同，渤海、黃海沿岸約相差3-4米，東海沿岸達(dá)6-8米，南海沿岸大多在3米以 下，其中廣州灣和北部灣可達(dá)4米以上，海南島沿岸潮差只有1米左右。錢塘江口的最大潮 差達(dá)8. 9米。加拿大東海岸的芬地灣，最大潮差達(dá)16. 3米，是世界上潮差最大的地方。根9據(jù)各地潮差的大小統(tǒng)計分析，赤道地區(qū)的潮差最小，而靠近極地的潮差相對最大。世界上多 數(shù)地方的海水每天都有兩次漲落，有些地方潮水一天漲落一次。根據(jù)這些現(xiàn)象，可以推斷是 極移的變化才出現(xiàn)的世界各地潮汐差異。并不是引潮力的結(jié)果。如果是引潮力引起的，那 每天地球自轉(zhuǎn)一周，月球也在繞地球旋轉(zhuǎn)，一天中地球的某一地區(qū)只有一次與月球面對面 的機會，引起潮汐的機會只有一次，不會出現(xiàn)兩次潮汐，潮位最高應(yīng)是距離月球最近的赤道 地區(qū)，引力最大，潮汐漲落也最大。兩極地區(qū)離月球距離最遠(yuǎn)，引力較小，潮汐漲落最小。與 現(xiàn)在的潮汐現(xiàn)象相反。
以上我們從各方面分別對作用于地球的幾種作用力進(jìn)行了分析，那么它們又是如 何相互作用，相互聯(lián)系的呢？它們相互作用后，在地球上有何反映和表現(xiàn)呢？
我們通過剖析5. 12汶川大地震的成因予以說明。
在太陽系的八大行星中，地球的體積算不上大，但構(gòu)成地球的物質(zhì)密度大，地球的 引力是這些物質(zhì)引力集合而成的，由于地球表面起伏變化，凹凸不平，不同地區(qū)引力大小會 有差別，但差異很小，我們可以拿青藏高原為例子說明這個問題，如果我們用海平面到地心 的距離作地球半徑的參照物，陸地上海拔高度最高的“世界屋脊”青藏高原平均海拔高度不 過6千米，與地球赤道半徑6378. 140千米相比不過是千分之一，所以青藏高原的引力與其 它平均海拔高度地區(qū)的引力相差很小。引力的差別可以忽略認(rèn)為是一個常量，無論地球是 靜止或旋轉(zhuǎn)它都不會改變。但是離心力卻隨著地球緯度的不同而不同，同一緯度區(qū)域由于 有海洋、平原、高原的差別，地球半徑也不同，雖然地球旋轉(zhuǎn)的角速度相同，但是離心力會發(fā) 生巨大變化。拿青藏高原與四川盆地為例，這兩個地區(qū)相比，雖然同處在一個緯度線上，青 藏高原的海拔高度比四川盆地高的多。地球自轉(zhuǎn)過程中產(chǎn)生的離心力也會相差銀大，當(dāng)這 兩個地區(qū)與太陽、月球面對面的時候，這兩個天體的引力會同時對這兩個地區(qū)產(chǎn)生拉力，因 地球的引力是個常量，青藏高原的離心力大于四川盆地，我們通過計算找出這兩個地區(qū)引 力變化情況
權(quán)利要求
1.日光監(jiān)測地球極移系統(tǒng)是以太陽作為參考點，利用日光照射物體投影規(guī)律和望遠(yuǎn)鏡 聚焦太陽光束會隨著地球自轉(zhuǎn)，擺動在坐標(biāo)靶圖上移動的規(guī)律。在地球南北極地豎立標(biāo)桿， 建立監(jiān)測地球極移系統(tǒng)。用攝像機記錄下這些陰影和聚焦光點移動變化過程。將這些信息 傳遞到計算機進(jìn)行存儲，然后按時段，找出任意兩個標(biāo)桿同時段陰影弧線段的起止位置。再 依據(jù)垂徑定理，通過弧線段找出圓心，即新極移點。將一天中的極移點，按出現(xiàn)的先后秩序 連接起來，繪制出一天的極移圖。通過望遠(yuǎn)鏡聚焦光點在坐標(biāo)靶圖上的晃動，可以知道地球 的瞬間擺動。有了一天的極移資料，我們還需要模擬出太陽系的環(huán)境，把太陽，月球某時段所處的位 置和地球一一對應(yīng)起來，再把地球上的因素如海水潮汐，青藏高原，大氣環(huán)流，地震等因素 聯(lián)系起來，結(jié)合極移偏離方位，綜合分析得出極移產(chǎn)生的原因和規(guī)律。日光監(jiān)測地球極移系統(tǒng)對于我們了解因極移引起地球各地的經(jīng)緯度變化和離心力作 用發(fā)生顫動式變化，影響地球運動，甚至于發(fā)生地震。了解星球間的引力作用，都有重要意 義，與地學(xué)學(xué)科也有密切聯(lián)系。
全文摘要
日光監(jiān)測地球極移系統(tǒng)是以太陽作為參考點，利用日光照射物體投影規(guī)律和望遠(yuǎn)鏡聚焦太陽光束會隨著地球自轉(zhuǎn)、擺動在坐標(biāo)靶圖上移動的規(guī)律。在地球南北極地豎立標(biāo)桿，用攝像機記錄下這些陰影和聚焦光點移動變化過程。將這些信息傳遞到計算機進(jìn)行存儲，建立監(jiān)測地球極移系統(tǒng)。然后按時段，找出任意兩個標(biāo)桿同時段陰影弧線段的起止位置。通過弧線段找出圓心，即新極移點。將一天中的極移點，按出現(xiàn)的先后秩序連接起來，繪制出一天的極移圖。通過望遠(yuǎn)鏡聚焦光點在坐標(biāo)靶圖上的晃動，可以知道地球的瞬間擺動。日光監(jiān)測地球極移系統(tǒng)對于我們了解因極移引起地球各地的經(jīng)緯度變化和離心力作用發(fā)生顫動式變化，影響地球運動，甚至于發(fā)生地震。了解星球間的引力作用，都有重要意義，與地學(xué)學(xué)科也有密切聯(lián)系。
文檔編號G01W1/00GK102033248SQ20091020451
公開日2011年4月27日 申請日期2009年10月6日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月6日
發(fā)明者寧文禮 申請人:寧文禮