Fluctuacions de la rotació de la Terra del 1800 al 1955.5: correccions al sistema FK5, elements orbitals de la lluna i datum de Watts

Abstract

Hom va considerar uniforme la velocitat de rotació de la Terra fins el segle XIX. A finals del segle, alguns autors van començar a assenyalar que les fluctuacions observades del moviment de la Lluna podien ser degudes a variacions de la rotació terrestre. Per corroborar això calia una bona teoria del moviment lunar. Per altra banda, si existien fluctuacions en la rotació de la Terra, s'havien d'observar irregularitats no només en la Lluna, sinó en tots els altres cossos del sistema solar, en funció de la raó de moviments propis. Observacions meridianes, eclipsis i trànsits de Mercuri van confirmar la suposició. L'existència de fluctuacions en la velocitat de rotació de la Terra fa que l'escala de temps universal, lligada a la rotació diürna, no sigui una escala uniforme del temps. Per tal d'establir una escala uniforme (Temps Dinàmic) que serveixi com a argument de temps a les equacions de moviment, diferents autors han comparat posicions observades i calculades de cossos del sistema solar com a via per a determinar les irregularitats existents. La comparació d'ambdues posicions permet determinar la diferència T = TD - TU (Temps Dinàmic - Temps Universal). El 1955.5 es va establir la nova escala de Temps Atòmic Internacional (TAI). La seva relació amb el temps dinàmic i amb el temps universal es coneix i, per tant, l'escala uniforme TD està definida des del 1955.5. El període anterior ha estat estudiat per diversos autors que observen variacions molt elevades al voltant del 1900, variacions que no s’expliquen per la transferència de moment entre el nucli i el mantell terrestres, possible causa de les irregularitats. El present treball pretén millorar els seus resultats, incorporant els darrers acords de la UAI(establiment d'un nou sistema fonamental, nova escala de temps, nou sistema de constants, nova època de referencia, etc.), i utilitzant les efemèrides DE200/LE200 calculades per integració numèrica de les equacions de moviment dels cossos del Sistema solar. Aquesta millora pot contribuir a clarificar els moments que actuen i trobar els fenòmens que poden produir-los. Les ocultacions d'estrelles per la Lluna és un fenomen observat sistemàticament, des de fa anys, per observadors afeccionats i professionals. Podem disposar, doncs, de gran quantitat d'aquestes observacions que cobreixen un període molt ampli. Les dues raons, quantitat i extensió en el temps, fan que l'anàlisi i reducció d'aquest tipus d'observacions sigui un bon mètode per a la determinació de canvis en la rotació de la Terra. Per tal de separar els errors deguts a les diferències d’escales de temps, dels deguts a les efemèrides, equacions personals i altres, hem dividit les observacions de que disposem en dos períodes: a) observacions del 1955.5 al 1980, i b) observacions del 1800 al 1955.5. Hem analitzat les observacions del primer cas per determinar correccions a les constants utilitzades a les efemèrides, diferències entre els sistemes de referència dinàmic i estel.lar (FKS), correccions al datum de Watts i equacions personals. Hem aplicat aquestes correccions a les observacions del periode 1800-1955.5 i considerat que l’única font d’error que resta és la diferència entre les escales de temps provocada per les fluctuacions de la velocitat de la rotació terrestre. D'aquesta manera aquest treball cobreix dos objectius importants. Un, analitzar el nou sistema de referència FK5 establert per la UAI (1976) i UAI (1979),comparant-lo amb les efemèrides DE200/LE200, a la vegada que s'estudien les pròpies efemèrides, i l'altre, la redeterminació de les irregularitats en la velocitat de rotació de la Terra. L'anàlisi de les causes geofísiques d'aquestes fluctuacions queda fora dels objectius d’aquest treball.

S'inclouen correccions al datum de Watts, millorant resultats anteriors ja que aquí es tracta amb un nombre més elevat d'observacions. Al capítol l descrivim el mètode seguit per a la reducció i al capítol 2, l'equació de condició establerta. Al capítol 3 fem una anàlisi de les observacions de què disposem i descrivim el procés de tractament de les dades i la resolució de l'equació de condició. Al capítol 4 presentem els resultats obtinguts i les conclusions que se'n deriven.