Weitere Informationen zur Erdrotation
Veränderlichkeit der Erdrotation
durch Änderung des Drehimpulses
- Kontinuierliche Abnahme der Rotationsgeschwindigkeit durch Gezeitenreibung:
Durch die Meeresgezeiten wird ein Drehimpuls übertragen und die Erde dadurch abgebremst.
Dies bedeutet eine Zunahme der Tageslängen. Diese Änderung beträgt ca. 2 Millisekunden in 100 Jahren. - Äußere Drehmomente
Diese führen zur Präzessionsbeweguing der Erdachse, wie sie weiter oben beschrieben wurde. - Austausch von Drehimpuls zwischen Subsystemen:
Zwischen der festen Erde und der Atmosphäre, den Ozeanen sowie dem inneren Erdkern findet ein ständiger Austausch von Drehimpulsen statt. Besonderen Einfluss haben starke zonale Winde. Diese führen zu einem Staudruck an Gebirgen sowie zu Oberflächenreibung. Diese Ursachen können die Erdrotation sowohl abbremsen als auch beschleunigen und führen zu kurzfristigen (saisonalen) Schwankungen der Erdrotation.
durch Änderung des Trägheitsmomentes
- Umverteilung von Massen:
Durch Erdgezeiten, Luftdruckänderungen, Ozeanströmungen, Süßwasseränderungen, postglaziale Landhebung sowie Erdbeben werden teildserhebliche Masseverlagerungen hervorgerufen. Diese führen zum sogenannten Pirouetteneffekt: Werden die Massen Richtung Rotationsachse verlagert erhöht sich die Rotationsgeschwindigkeit. Werden sie hingegen weiter von der Rotationsachse entfernt, so verlangsamt sich die Drehbewegung. Auch hierbei handelt es sich meist um saisonale Effekte.
Durch diese Vorgänge ändert sich jedoch nicht nur die Rotationsgeschwindigkeit sondern auch die Lage des Rotationspols.
durch Oszillation der Rotationsachse
- Figurenachse und Drehimpulsachse verlaufen nicht parallel
Dies führt zur physikalischen Nutation (nicht zu verwechseln mit der oben beschriebenen astronomischen Nutation). Die Periode beträgt ca. 430 Tage und wird als „Chandler wobble“ bezeichnet.
Nachfolgend sind die Änderungen der Tageslänge (engl. Length of Day, LOD) sowie die Variation der Koordinaten des Rotationspols dargestellt. Die Tageslängen variieren im Bereich von wenigen Millisekunden, die Polkoordinaten um einige Meter.
Die Änderung der Tageslänge (engl. Length Of Day, LOD) von 1962 bis heute
Die Änderung der Polkoordinaten (x-Pol und y-Pol) von 2005 bis 2010
Das System Erde - Mond
Genauso wie die Erde den Mond anzieht, so wirkt auch der Mond mit seiner Gravitation auf die Erde. Beide Körper drehen sich um den gemeinsamen Schwerpunkt des Systems Erde-Mond, das Baryzentrum. Weil die Erde rund 80-mal so schwer wie der Mond ist, liegt der Schwerpunkt innerhalb der Erde, etwa 1700 Kilometer unterhalb der Oberfläche (der Radius der Erde beträgt etwa 6370 Kilometer).
Der Mond umläuft die Erde in Richtung der Erdrotation.Er führt eine gebundene Rotation um die Erde aus. Das bedeutet, dass er der Erde immer die gleiche Seite zuwendet. Er dreht sich somit mit jedem Umlauf um die Erde auch einmal komplett um sich selbst.
Die Gezeiten
Die Gezeiten (Tiden) sind periodische Bewegungen des Meeres, in etwa 12,5 stündigem Rhythmus. Der Wasseranstieg heißt Flut, die Absenkung Ebbe.
Die gezeitenerzeugenden Kräfte werden durch das Zusammenwirken der Anziehungskräfte von Erde, Mond und Sonne und den mit der Bewegung der Himmelskörper verbundenen Zentrifugalkräften bestimmt.
Der Mond erzeugt Gezeitenberge auf der dem Mond zugewandten und abgewandten Seite der Erde. Auf der mondzugewandten Seite der Erde überwiegt die Gravitationskraft. Hier wird das Wasser stärker vom Mond angezogen als der feste Erdkörper. Das Wasser hebt sich in Richtung des Mondes. Auf der gegenüberliegenden, mondabgewandten Seite überwiegt dagegen die Zentrifugalkraft. Dort entsteht ebenfalls ein Flutberg, da das Wasser relativ zur festen Erde fort"geschleudert" wird.
Die gravitative Wirkung der Sonne wirkt mit Ihrer Schwerkraft ebenfalls auf die (Wasser-)Oberfläche. Der Beitrag der Sonne ist etwa halb so groß wie der des Mondes. Bei Vollmond oder Neumond, wenn sich Sonne, Erde und Mond auf einer Linie befinden, verstärken sich die Einflüsse von Sonne und Mond. Dann tritt die sogenannte Springflut auf. Im Gegensatz dazu ergibt sich die deutlich schwächere Nippflut, wenn eine der beiden Halbmondpositionen besteht.
Durch die Drehung der Erde, wandern die Tiden um die Erde. Die Erde dreht sich schneller, als der Mond umläuft. Wegen der Trägheit der Massen in den Tiden laufen sie „vor dem Mond“. Deswegen enthält die Anziehung der Erde auf den Mond eine Komponente, die den Mond in seiner Bahnrichtung vorwärts zieht.
Durch die Gezeitenwulst erfährt der Mond somit eine Beschleunigung. Dies vergrößert zum einen seinen Bahnradius und verringert gleichzeitig seine Umlaufzeit um die Erde.
Der Mond entfernt sich von der Erde mit ca. 3,82 cm / Jahr.