Change in the zonal harmonic coefficient C20, Earth’s polar flattening, and dynamical ellipticity from SLR data

dc.citation.epage14
dc.citation.issue2 (25)
dc.citation.journalTitleГеодинаміка : науковий журнал
dc.citation.spage5
dc.contributor.affiliationНаціональний університет “Львівська політехніка”
dc.contributor.affiliationLviv Polytechnic National University
dc.contributor.affiliationНациональный университет “Львовская политехника”
dc.contributor.authorМарченко, О. М.
dc.contributor.authorЛопушанський, О. М.
dc.contributor.authorMarchenko, A.
dc.contributor.authorLopushanskyi, A.
dc.contributor.authorМарченко, А. Н.
dc.contributor.authorЛопушанский, А. Н.
dc.coverage.placenameЛьвів
dc.coverage.placenameLviv
dc.date.accessioned2020-02-19T12:16:51Z
dc.date.available2020-02-19T12:16:51Z
dc.date.created2018-02-28
dc.date.issued2018-02-28
dc.description.abstractДосліджено зміну коефіцієнта зональної гармоніки другого ступеня Землі, отриманого з UTCSR SRL часових рядів C20 (t) даних (а) для інтервалу з 1976 р. по 2017 р. як місячні рішення зонального коефіцієнта C20 та (b) для інтервалу з 1992 р. по 2017 р. як тижневі рішення зонального коефіцієнта A20 отриманого за допомогою задачі власних значень – власних векторів і пов'язаного з системою головних осей інерції. Середня різниця між коефіцієнтами C20 та A20 в різних системах оцінюється »10-15 , що є меншим, ніж часові варіації коефіцієнтів C20 та A20 . Ці часові ряди C20 моделювалися поліномами різних ступенів сумісно з рядами Фур'є (з річними, піврічними та квартальними періодами). Остаточну модель обрано на епоху J2000 за допомогою полінома другого ступеня. На наступному кроці, використовуючи модель для зонального коефіцієнта A20 з інтервалом часу близько 25 років, побудовано залежні від часу моделі астрономічного динамічного стиснення HD та постійної прецесії pA з фіксацією значення pA = 50.2879225¢¢ / yr IAU 2000 на епоху J2000. На третьому кроці часові ряди A20 (t) застосовано для визначення основного тренду та періодичних варіацій залежного від часу полярного стиснення Землі з 1992 року по 2017 року. Досліджено варіацію глобальної динамічної та геометричної фігур Землі та знайдено деякі важливі кількісні результати: полярне стиснення f p збільшується в межах розглянутого інтервалу часу, який становить близько 25 років, що суперечить попереднім дослідженням. Тому метою цієї роботи є визначення варіацій глобальної геометричної фігури Землі, представлених через гармонічні коефіцієнти другого ступеня часових рядів і астрономічного динамічного стиснення HD . Як результат, особливу увагу приділено вивченню залежних від часу компонентів, включаючи сезонні варіації деяких фундаментальних параметрів Землі.
dc.description.abstractWe examine the change in the Earth’s second degree zonal harmonic coefficient derived from UTCSR SRL time series of C20 (t) given (a) for the period from 1976 to 2017 as monthly solutions of the zonal coefficient C20 and (b) for the period from 1992 to 2017 as weekly solutions of the zonal coefficient A20 obtained via the eigenvalue-eigenvector problem and related to the principal axes system. The mean difference between the coefficients C20 or A20 given in various systems consists of the value »10-15 which is smaller than time variations in the coefficients C20 or A20 . These time series of C20 were modeled by polynomials’ different degrees simultaneously with Fourier series with seasonal signals (for annual, semiannual, and quarteryear periods). Final representation was chosen at the epoch J2000 by means of the polynomial of second degree. Then the models for the time-dependent astronomical dynamical ellipticity HD and the precession constant pA with respect to the common value pA = 50.2879225¢¢ / yr were constructed using the model for the zonal coefficient A20 for the time-interval of about 25 yr. As the third step these time series of A20 (t) were applied to determine a basic trend and periodic variations of the time-dependent Earth’s polar flattening from 1992 to 2017. A variation of the global dynamical and geometrical figure of the Earth was investigated and some important quantitative results were found: the polar flattening f p is increasing within the considered 25 year time-interval. Therefore, this study aims to derive the variation of the global geometrical figure of the Earth, represented by the second-degree coefficients of time-series and the astronomical dynamical ellipticity HD . As a result, a special attention was given to the study of temporally varying components including seasonal variations of some fundamental parameters of the Earth.
dc.description.abstractИсследовано изменение коэффициента зональной гармоники Земли второй степени C20 (t) , полученного из UTCSR SLR временных рядов данных (а) для интервала с 1976 г. по 2017 г. как месячные решения для зонального коэффициента C20 и (b) для интервала с 1992 г. по 2017 г. как недельные решения зонального коэффициента A20 , полученного с помощью задачи на собственные значения – обственные векторы и связанного с системой главных осей инерции. Средняя разница между коэффициентами C20 и A20 в разных системах оценивается как »10-15 , что меньше, чем временные вариации коэффициентов C20 и A20 . Эти временные ряды C20 моделировались полиномами различных степеней совместно с рядами сезонных сигналов Фурье (с годовым, полугодовым и квартальным периодам). Окончательная модель выбрана на эпоху J2000 с помощью полинома второй степени. На следующем этапе, используя модель для зонального коэффициента A20 с интервалом времени около 25 лет, построены зависящие от времени модели для астрономического динамического сжатия HD и постоянной прецессии pA с фиксацией значения pA = 50.2879225¢¢ / yr IAU 2000 в эпоху J2000. На третьем этапе временные ряды A20 (t) применены для определения основного тренда и периодических вариаций зависимого от времени полярного сжатия Земли с 1992 г. по 2017 г. Исследована вариация глобальной динамической и геометрической фигуры Земли и найдены некоторые важные количественные результаты: полярное сжатие f p увеличивается в пределах рассматриваемого интервала времени, составляющего около 25 лет находится в противоречии с предыдущими исследованиями. Поэтому, целью данного исследования является определение вариаций глобальной геометрической фигуры Земли, представленных через гармоничные коэффициенты второй степени временных рядов и астрономического динамического сжатия HD . Как результат, особое внимание уделено изучению зависимых от времени компонентов, включая сезонные вариации некоторых фундаментальных параметров Земли.
dc.format.extent5-14
dc.format.pages10
dc.identifier.citationMarchenko A. Change in the zonal harmonic coefficient C20, Earth’s polar flattening, and dynamical ellipticity from SLR data / A. Marchenko, A. Lopushanskyi // Geodynamics : scientific journal. — Lviv : Lviv Politechnic Publishing House, 2018. — No 2 (25). — P. 5–14.
dc.identifier.citationenMarchenko A. Change in the zonal harmonic coefficient C20, Earth’s polar flattening, and dynamical ellipticity from SLR data / A. Marchenko, A. Lopushanskyi // Geodynamics : scientific journal. — Lviv : Lviv Politechnic Publishing House, 2018. — No 2 (25). — P. 5–14.
dc.identifier.urihttps://ena.lpnu.ua/handle/ntb/45860
dc.language.isoen
dc.publisherВидавництво Львівської політехніки
dc.publisherLviv Politechnic Publishing House
dc.relation.ispartofГеодинаміка : науковий журнал, 2 (25), 2018
dc.relation.ispartofGeodynamics : scientific journal, 2 (25), 2018
dc.relation.referencesBourda, G., N. Capitaine (2004). Precession, nutation,
dc.relation.referencesand space geodetic determination of the Earth’s variable gravity field. Astronomy &
dc.relation.referencesAstrophysics, 428(2), 691–702, doi: 10.1051/0004-6361:20041533
dc.relation.referencesCapitaine N., Wallace, P. T., & Chapront J. (2003).
dc.relation.referencesExpressions for IAU 2000 precession quantities.
dc.relation.referencesAstronomy & Astrophysics, 412(2), 567–586, doi: 10.1051/0004-6361:20031539
dc.relation.referencesCapitaine N, Mathews, P. M., Dehant, V., Wallace, P. T.,
dc.relation.references& Lambert, S. B. (2009). On the IAU 2000/2006 precession–nutation and comparison with other
dc.relation.referencesmodels and VLBI observations. Celestial
dc.relation.referencesMechanics and Dynamical Astronomy, 103(2), 179–190, DOI 10.1007/s10569-008-9179-9
dc.relation.referencesChen, W., & Shen, W. B. (2010). New estimates of
dc.relation.referencesthe inertia tensor and rotation of the triaxial
dc.relation.referencesnonrigid Earth. Journal of Geophysical Research, 115: B12419. doi: 10.1029/2009JB007094.
dc.relation.referencesChen, W., Li, J. C., Ray, J., Shen, W. B., & Huang, C. L. (2015). Consistent estimates of the dynamic figure
dc.relation.referencesparameters of the earth. Journal of
dc.relation.referencesGeodesy, 89(2), 179–188, doi: 10.1007/s00190-014-0768-y
dc.relation.referencesCheng, M., Ries, J. C., & Tapley, B. D. (2011).
dc.relation.referencesVariations of the Earth’s figure axis from satellite
dc.relation.referenceslaser ranging and GRACE, Journal of
dc.relation.referencesGeophysical Research: Solid Earth, 116, B01409,
dc.relation.referencesdoi: 10.1029/2010JB000850.
dc.relation.referencesCheng, M., Tapley, B. D., & Ries, J. C. (2013).
dc.relation.referencesDeceleration in the Earth’s oblateness, Journal of
dc.relation.referencesGeophysical Research: Solid Earth, 118(2), 740–747, doi:10.1002/jgrb.50058.
dc.relation.referencesDehant, V. Arias, F., Bizouard, C., Bretagnon, P.,
dc.relation.referencesBrzezinski, A., Buffett, B., Capitaine, N., & Zhu,
dc.relation.referencesS. (1998). Considerations concerning the non-rigid
dc.relation.referencesEarth nutation theory. Celestial Mechanics and
dc.relation.referencesDynamical Astronomy, 72, 245–309.
dc.relation.referencesFukushima, T. (2003). A New Precession Formula.
dc.relation.referencesThe Astronomical Journal, 126(1):494–534.
dc.relation.referencesGroten, E. (2004). Fundamental parameters and
dc.relation.referencescurrent (2004) best estimates of the parameters of
dc.relation.referencescommon relevance to astronomy, geodesy, and
dc.relation.referencesgeodynamics. Journal of Geodesy, 77, 724–797, doi:10.1007/s00190-003-0373-y
dc.relation.referencesLambeck, K. (1971). Determination of the Earth’s
dc.relation.referencespole of rotation from laser range observations to
dc.relation.referencessatellites. Bulletin Géodésique, 101(1), 263–281.
dc.relation.referencesLiu, J. C., & Capitaine, N. (2017). Evaluation of a
dc.relation.referencespossible upgrade of the IAU2006 precession.
dc.relation.referencesAstronomy & Astrophysics, 597, A83 (2017), doi: 10.1051/0004-6361/201628717
dc.relation.referencesMarchenko, A. N. (1998). Parameterization of the
dc.relation.referencesEarth’s gravity field. Point and line singularities.
dc.relation.referencesLviv Astronomical and Geodetic Society, Lviv, 1998.
dc.relation.referencesMarchenko, A. N. (2009). Current estimation of the
dc.relation.referencesEarth’s mechanical and geometrical parameters.
dc.relation.referencesIn: M.G. Sideris (ed.), Observing our Changing
dc.relation.referencesEarth, (pp. 473-481) International Association of
dc.relation.referencesGeodesy Symposia 133. Springer, Berlin, Heidelberg.
dc.relation.referencesMarchenko, A. N., & Schwintzer, P. (2003)
dc.relation.referencesEstimation of the Earth's tensor of inertia from
dc.relation.referencesrecent global gravity field solutions. Journal of
dc.relation.referencesGeodesy, 76(9-10), 495–509.
dc.relation.referencesMathews, P. M., Herring, T. A., & Buffet, B. A. (2002). Modeling of nutation-precession: New
dc.relation.referencesnutation series for nonrigid Earth, and insights into
dc.relation.referencesthe Earth’s interior, Journal of Geophysical
dc.relation.referencesResearch, 107(B4), doi: 10.1029/2001JB000390.
dc.relation.referencesMelchior P. (1978). The tides of the planet Earth. Pergamon.
dc.relation.referencesPetit, G, & Luzum, B. (eds) (2010). IERS conventions (2010). IERS Technical Notes 36. Observatoire de Paris, Paris
dc.relation.referencesRies, J. C. (2017). ftp://ftp.csr.utexas.edu/pub/slr/degree_2/ (Private communication).
dc.relation.referencesRochester, M. G., & Smylie, D. E. (1974). On changes
dc.relation.referencesin the trace of the Earth’s inertial tensor. Journal of
dc.relation.referencesGeophysical Research, 79(32), 4948–4951.
dc.relation.referencesWilliams, J. G. (1994) Contributions to the Earth's
dc.relation.referencesobliquity rate, precession and nutation,
dc.relation.referencesAstronomical Journal, 108, 711–724.
dc.relation.referencesYoder, C. F., Williams, J. G., Dickey, J. O., Schutz,
dc.relation.referencesB. E., Eanes, R. J., & Tapley, B. D. (1983).
dc.relation.referencesSecular variation of earth's gravitational harmonic J2 coefficient from Lageos and nontidal
dc.relation.referencesacceleration of earth rotation. Nature, 303(5920), 757–762.
dc.relation.referencesenBourda, G., N. Capitaine (2004). Precession, nutation,
dc.relation.referencesenand space geodetic determination of the Earth’s variable gravity field. Astronomy &
dc.relation.referencesenAstrophysics, 428(2), 691–702, doi: 10.1051/0004-6361:20041533
dc.relation.referencesenCapitaine N., Wallace, P. T., & Chapront J. (2003).
dc.relation.referencesenExpressions for IAU 2000 precession quantities.
dc.relation.referencesenAstronomy & Astrophysics, 412(2), 567–586, doi: 10.1051/0004-6361:20031539
dc.relation.referencesenCapitaine N, Mathews, P. M., Dehant, V., Wallace, P. T.,
dc.relation.referencesen& Lambert, S. B. (2009). On the IAU 2000/2006 precession–nutation and comparison with other
dc.relation.referencesenmodels and VLBI observations. Celestial
dc.relation.referencesenMechanics and Dynamical Astronomy, 103(2), 179–190, DOI 10.1007/s10569-008-9179-9
dc.relation.referencesenChen, W., & Shen, W. B. (2010). New estimates of
dc.relation.referencesenthe inertia tensor and rotation of the triaxial
dc.relation.referencesennonrigid Earth. Journal of Geophysical Research, 115: B12419. doi: 10.1029/2009JB007094.
dc.relation.referencesenChen, W., Li, J. C., Ray, J., Shen, W. B., & Huang, C. L. (2015). Consistent estimates of the dynamic figure
dc.relation.referencesenparameters of the earth. Journal of
dc.relation.referencesenGeodesy, 89(2), 179–188, doi: 10.1007/s00190-014-0768-y
dc.relation.referencesenCheng, M., Ries, J. C., & Tapley, B. D. (2011).
dc.relation.referencesenVariations of the Earth’s figure axis from satellite
dc.relation.referencesenlaser ranging and GRACE, Journal of
dc.relation.referencesenGeophysical Research: Solid Earth, 116, B01409,
dc.relation.referencesendoi: 10.1029/2010JB000850.
dc.relation.referencesenCheng, M., Tapley, B. D., & Ries, J. C. (2013).
dc.relation.referencesenDeceleration in the Earth’s oblateness, Journal of
dc.relation.referencesenGeophysical Research: Solid Earth, 118(2), 740–747, doi:10.1002/jgrb.50058.
dc.relation.referencesenDehant, V. Arias, F., Bizouard, C., Bretagnon, P.,
dc.relation.referencesenBrzezinski, A., Buffett, B., Capitaine, N., & Zhu,
dc.relation.referencesenS. (1998). Considerations concerning the non-rigid
dc.relation.referencesenEarth nutation theory. Celestial Mechanics and
dc.relation.referencesenDynamical Astronomy, 72, 245–309.
dc.relation.referencesenFukushima, T. (2003). A New Precession Formula.
dc.relation.referencesenThe Astronomical Journal, 126(1):494–534.
dc.relation.referencesenGroten, E. (2004). Fundamental parameters and
dc.relation.referencesencurrent (2004) best estimates of the parameters of
dc.relation.referencesencommon relevance to astronomy, geodesy, and
dc.relation.referencesengeodynamics. Journal of Geodesy, 77, 724–797, doi:10.1007/s00190-003-0373-y
dc.relation.referencesenLambeck, K. (1971). Determination of the Earth’s
dc.relation.referencesenpole of rotation from laser range observations to
dc.relation.referencesensatellites. Bulletin Géodésique, 101(1), 263–281.
dc.relation.referencesenLiu, J. C., & Capitaine, N. (2017). Evaluation of a
dc.relation.referencesenpossible upgrade of the IAU2006 precession.
dc.relation.referencesenAstronomy & Astrophysics, 597, A83 (2017), doi: 10.1051/0004-6361/201628717
dc.relation.referencesenMarchenko, A. N. (1998). Parameterization of the
dc.relation.referencesenEarth’s gravity field. Point and line singularities.
dc.relation.referencesenLviv Astronomical and Geodetic Society, Lviv, 1998.
dc.relation.referencesenMarchenko, A. N. (2009). Current estimation of the
dc.relation.referencesenEarth’s mechanical and geometrical parameters.
dc.relation.referencesenIn: M.G. Sideris (ed.), Observing our Changing
dc.relation.referencesenEarth, (pp. 473-481) International Association of
dc.relation.referencesenGeodesy Symposia 133. Springer, Berlin, Heidelberg.
dc.relation.referencesenMarchenko, A. N., & Schwintzer, P. (2003)
dc.relation.referencesenEstimation of the Earth's tensor of inertia from
dc.relation.referencesenrecent global gravity field solutions. Journal of
dc.relation.referencesenGeodesy, 76(9-10), 495–509.
dc.relation.referencesenMathews, P. M., Herring, T. A., & Buffet, B. A. (2002). Modeling of nutation-precession: New
dc.relation.referencesennutation series for nonrigid Earth, and insights into
dc.relation.referencesenthe Earth’s interior, Journal of Geophysical
dc.relation.referencesenResearch, 107(B4), doi: 10.1029/2001JB000390.
dc.relation.referencesenMelchior P. (1978). The tides of the planet Earth. Pergamon.
dc.relation.referencesenPetit, G, & Luzum, B. (eds) (2010). IERS conventions (2010). IERS Technical Notes 36. Observatoire de Paris, Paris
dc.relation.referencesenRies, J. C. (2017). ftp://ftp.csr.utexas.edu/pub/slr/degree_2/ (Private communication).
dc.relation.referencesenRochester, M. G., & Smylie, D. E. (1974). On changes
dc.relation.referencesenin the trace of the Earth’s inertial tensor. Journal of
dc.relation.referencesenGeophysical Research, 79(32), 4948–4951.
dc.relation.referencesenWilliams, J. G. (1994) Contributions to the Earth's
dc.relation.referencesenobliquity rate, precession and nutation,
dc.relation.referencesenAstronomical Journal, 108, 711–724.
dc.relation.referencesenYoder, C. F., Williams, J. G., Dickey, J. O., Schutz,
dc.relation.referencesenB. E., Eanes, R. J., & Tapley, B. D. (1983).
dc.relation.referencesenSecular variation of earth's gravitational harmonic J2 coefficient from Lageos and nontidal
dc.relation.referencesenacceleration of earth rotation. Nature, 303(5920), 757–762.
dc.relation.uriftp://ftp.csr.utexas.edu/pub/slr/degree_2/
dc.rights.holder© Інститут геології і геохімії горючих копалин Національної академії наук України, 2018
dc.rights.holder© Інститут геофізики ім. С. І. Субботіна Національної академії наук України, 2018
dc.rights.holder© Державна служба геодезії, картографії та кадастру України, 2018
dc.rights.holder© Львівське астрономо-геодезичне товариство, 2018
dc.rights.holder© Національний університет “Львівська політехніка”, 2018
dc.rights.holder© A. Marchenko, A. Lopushanskyi
dc.subjectSLR
dc.subjectзміна коефіцієнта зональної гармоніки
dc.subjectполярне стиснення Землі
dc.subjectастрономічне динамічне стиснення
dc.subjectSLR
dc.subjectchange in the zonal harmonic coefficient C20
dc.subjectEarth’s polar flattening
dc.subjectdynamical ellipticity
dc.subjectSLR
dc.subjectизменение коэффициента зональной гармоники
dc.subjectполярное сжатие Земли
dc.subjectастрономическое динамическое сжатие.
dc.subject.udc528.21/22
dc.titleChange in the zonal harmonic coefficient C20, Earth’s polar flattening, and dynamical ellipticity from SLR data
dc.title.alternativeЗміна зонального гармонічного коефіцієнта С20, полярного та динамічного стиснення Землі за даними супутникового лазерного діапазону
dc.title.alternativeИзменение зонального гармоничного коэффициента С20, полярного и динамического сжатия Земли по данным спутникового лазерного диапазона
dc.typeArticle

Files

License bundle

Now showing 1 - 1 of 1
No Thumbnail Available
Name:
license.txt
Size:
3.07 KB
Format:
Plain Text
Description: