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erdrotation
Wir haben 5 Artikel über erdrotation gefunden.
Die Erdrotationsgeschwindigkeit nimmt stetig ab – oder doch nicht?
Kurzfassung
Es ist eine anerkannte Tatsache, dass die Geschwindigkeit der Erdrotation abnimmt. Betrachtet man jedoch Zeitreihen der Tageslänge, die auf den Beobachtungen moderner geodätischer Weltraumverfahren beruhen und nur die letzten 50 Jahre abdecken, so stellt man eine durchschnittliche Abnahme der Tageslänge fest, die einer Beschleunigung der Erdrotation entspricht. Dieser Artikel unterstreicht die Bedeutung der Zeitspanne bei der Untersuchung von Trends. Er erklärt, warum die Annahme, dass sich die Erdrotation allmählich verlangsamt, nach wie vor gültig ist, obwohl wir in den letzten Jahrzehnten eine Beschleunigung sehen. Außerdem werden die Beziehungen zwischen Tageslänge und Weltzeit sowie das Auftreten von Schaltsekunden erörtert. Abschließend stellen wir neueste Ergebnisse von Analysen der Very Long Baseline Interferometry vor. Diese zeigen, dass die durch die Erdrotation bestimmte Zeit von Januar 2022 bis 2023 90 ms gegenüber der Atomzeit aufgeholt hat.
Abstract
It is an accepted fact that the speed of Earth rotation is decreasing. However, if we look at length of day time series based on the observations of modern space geodetic techniques, which cover only the last 50 years, we see an average decrease in length of day, equivalent to an acceleration of Earth rotation. This article emphasizes the importance of the time span when investigating trends. It explains why it is still valid that Earth rotation is gradually slowing down, although it has been speeding up in recent decades. Furthermore, we discuss the relations between length of day and universal time and the occurrence of leap seconds. We finally provide current results of very long baseline interferometry analyses. These show that the time determined by Earth rotation has gained 90 ms on atomic time from January 2022 to January 2023.
Es ist eine anerkannte Tatsache, dass die Geschwindigkeit der Erdrotation abnimmt. Betrachtet man jedoch Zeitreihen der Tageslänge, die auf den Beobachtungen moderner geodätischer Weltraumverfahren beruhen und nur die letzten 50 Jahre abdecken, so stellt man eine durchschnittliche Abnahme der Tageslänge fest, die einer Beschleunigung der Erdrotation entspricht. Dieser Artikel unterstreicht die Bedeutung der Zeitspanne bei der Untersuchung von Trends. Er erklärt, warum die Annahme, dass sich die Erdrotation allmählich verlangsamt, nach wie vor gültig ist, obwohl wir in den letzten Jahrzehnten eine Beschleunigung sehen. Außerdem werden die Beziehungen zwischen Tageslänge und Weltzeit sowie das Auftreten von Schaltsekunden erörtert. Abschließend stellen wir neueste Ergebnisse von Analysen der Very Long Baseline Interferometry vor. Diese zeigen, dass die durch die Erdrotation bestimmte Zeit von Januar 2022 bis 2023 90 ms gegenüber der Atomzeit aufgeholt hat.
Abstract
It is an accepted fact that the speed of Earth rotation is decreasing. However, if we look at length of day time series based on the observations of modern space geodetic techniques, which cover only the last 50 years, we see an average decrease in length of day, equivalent to an acceleration of Earth rotation. This article emphasizes the importance of the time span when investigating trends. It explains why it is still valid that Earth rotation is gradually slowing down, although it has been speeding up in recent decades. Furthermore, we discuss the relations between length of day and universal time and the occurrence of leap seconds. We finally provide current results of very long baseline interferometry analyses. These show that the time determined by Earth rotation has gained 90 ms on atomic time from January 2022 to January 2023.
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VGI_202303_Boehm.pdf
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Austrian contributions to the realization of time systems
Kurzfassung
Die Realisierung von Zeitsystemen ist eine wichtige Aufgabe für ein Land und weltweit, da eine genaue Zeit für viele Aufgaben gebraucht wird, wie zum Beispiel Fiztransaktionen oder Positionierung. Das Bundesamt für Eich- und Vermessungswesen (BEV) ist mit der Realisierung der Coordinated Universal Time (UTC) für Österreich beauftragt und das BEV trägt auch zur globalen Realisierung von UTC bei. Andererseits sind die Technische Universität Wien (TU Wien) und BEV involviert in der UT1-Bestimmung mit dem Verfahren der Very Long Baseline Interferometry (VLBI). UT1 ist mit dem Winkel der Erdrotation verknüpft und unabdingbar für satellitenbasierte Positionierung und Navigation. Die Differenz zwischen diesen beiden Zeitskalen wird nicht größer als 0.9 Sekunden, weil immer rechtzeitig vorher eine Schaltsekunde bei UTC angebracht wird.
Abstract
The realization of accurate time scales is an important task for a country and worldwide because it is needed for many applications, such as ficial transactions or positioning. The Federal Office of Metrology and Surveying (BEV) is in charge of the realization of the Coordinated Universal Time (UTC) for Austria and it is contributing to the realization of UTC globally. On the other hand, TU Wien and BEV are involved in the determination of UT1 with Very Long Baseline Interferometry (VLBI) observations. UT1 corresponds to the Earth rotation angle and is indispensable for any kind of satellite-based positioning and navigation. The difference between both time scales does not exceed 0.9 second because leap seconds are introduced in UTC to keep the difference below one second.
Die Realisierung von Zeitsystemen ist eine wichtige Aufgabe für ein Land und weltweit, da eine genaue Zeit für viele Aufgaben gebraucht wird, wie zum Beispiel Fiztransaktionen oder Positionierung. Das Bundesamt für Eich- und Vermessungswesen (BEV) ist mit der Realisierung der Coordinated Universal Time (UTC) für Österreich beauftragt und das BEV trägt auch zur globalen Realisierung von UTC bei. Andererseits sind die Technische Universität Wien (TU Wien) und BEV involviert in der UT1-Bestimmung mit dem Verfahren der Very Long Baseline Interferometry (VLBI). UT1 ist mit dem Winkel der Erdrotation verknüpft und unabdingbar für satellitenbasierte Positionierung und Navigation. Die Differenz zwischen diesen beiden Zeitskalen wird nicht größer als 0.9 Sekunden, weil immer rechtzeitig vorher eine Schaltsekunde bei UTC angebracht wird.
Abstract
The realization of accurate time scales is an important task for a country and worldwide because it is needed for many applications, such as ficial transactions or positioning. The Federal Office of Metrology and Surveying (BEV) is in charge of the realization of the Coordinated Universal Time (UTC) for Austria and it is contributing to the realization of UTC globally. On the other hand, TU Wien and BEV are involved in the determination of UT1 with Very Long Baseline Interferometry (VLBI) observations. UT1 corresponds to the Earth rotation angle and is indispensable for any kind of satellite-based positioning and navigation. The difference between both time scales does not exceed 0.9 second because leap seconds are introduced in UTC to keep the difference below one second.
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VGI_201906_Niessner.pdf
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Erdrotation – ein Sprungbrett zur Studie von Ozeangezeiten
Kurzfassung
Die zentrale Rolle der Ozeanmodellierung für Problemstellungen der Erdrotation wird anhand von Gezeiteneffekten in der Nutation illustriert. Im Blickpunkt steht eine bis vor kurzem unerklärte Nutationsanomalie jährlicher Periodizität, deren vollständige Erschließung neben sorgfältig validierten atmosphärischen Anregungsgrößen einer globalen numerischen Modellierung sonnensynchroner Gezeitenströmungen und Meereshöhen bedarf. Geeignete Diskretisierung, der Ansatz korrekter Dissipationsmechanismen sowie die explizite Berücksichtigung von Auflast und Selbstanziehung bewegter Wassermassen tragen zur Genauigkeit der Gezeitenlösung bei. Die Methodik der Vorwärtsmodellierung wird in weiterer Folge dafür genutzt, einen Blick über geodätische Anwendungen hinaus zu wagen und Langzeitveränderungen der primären Gezeitenwelle M2 in Zusammenhang mit relativen Meeresspiegelschwankungen zu untersuchen. Vergleiche mit Wasserstandsreihen im Nordwestatlantik zeigen, dass Veränderungen der Ozeantiefe in Bezug zur Kruste typischerweise 20–40% beobachteter Säkularvariationen der M2-Amplitude erklären. Künftige Arbeiten auf dem Gebiet sind dementsprechend dazu angehalten, weitere Einflussfaktoren, wie die Erwärmung von Oberflächenwasser, in die Diskussion von Langzeitschwankungen der Gezeiten einzubinden.
Abstract
The importance of ocean modeling for Earth rotation studies is elucidated based on tidal effects in nutation. Emphasis is given to a prograde annual nutation anomaly related to Sun-synchronous atmospheric and oceanic mass redistributions in the terrestrial system. A full explanation of the anomaly critically relies on forward integration of the shallow water equations with appropriate adjustments for deep-ocean dissipation and the effects of self-attraction and loading. Simulations are subsequently refined to serve a wider range of applications and address long-term changes of the principal M2 ocean tide in response to relative sea level rise. Comparisons with tide gauge records in the Northwest Atlantic indicate that water column depth changes in an expanding ocean typically account for 20–40% of the observed M2 amplitude trends. Future studies of the subject area are encouraged to explore the role of stratification changes and warming surface waters in modulating ocean tides.
Die zentrale Rolle der Ozeanmodellierung für Problemstellungen der Erdrotation wird anhand von Gezeiteneffekten in der Nutation illustriert. Im Blickpunkt steht eine bis vor kurzem unerklärte Nutationsanomalie jährlicher Periodizität, deren vollständige Erschließung neben sorgfältig validierten atmosphärischen Anregungsgrößen einer globalen numerischen Modellierung sonnensynchroner Gezeitenströmungen und Meereshöhen bedarf. Geeignete Diskretisierung, der Ansatz korrekter Dissipationsmechanismen sowie die explizite Berücksichtigung von Auflast und Selbstanziehung bewegter Wassermassen tragen zur Genauigkeit der Gezeitenlösung bei. Die Methodik der Vorwärtsmodellierung wird in weiterer Folge dafür genutzt, einen Blick über geodätische Anwendungen hinaus zu wagen und Langzeitveränderungen der primären Gezeitenwelle M2 in Zusammenhang mit relativen Meeresspiegelschwankungen zu untersuchen. Vergleiche mit Wasserstandsreihen im Nordwestatlantik zeigen, dass Veränderungen der Ozeantiefe in Bezug zur Kruste typischerweise 20–40% beobachteter Säkularvariationen der M2-Amplitude erklären. Künftige Arbeiten auf dem Gebiet sind dementsprechend dazu angehalten, weitere Einflussfaktoren, wie die Erwärmung von Oberflächenwasser, in die Diskussion von Langzeitschwankungen der Gezeiten einzubinden.
Abstract
The importance of ocean modeling for Earth rotation studies is elucidated based on tidal effects in nutation. Emphasis is given to a prograde annual nutation anomaly related to Sun-synchronous atmospheric and oceanic mass redistributions in the terrestrial system. A full explanation of the anomaly critically relies on forward integration of the shallow water equations with appropriate adjustments for deep-ocean dissipation and the effects of self-attraction and loading. Simulations are subsequently refined to serve a wider range of applications and address long-term changes of the principal M2 ocean tide in response to relative sea level rise. Comparisons with tide gauge records in the Northwest Atlantic indicate that water column depth changes in an expanding ocean typically account for 20–40% of the observed M2 amplitude trends. Future studies of the subject area are encouraged to explore the role of stratification changes and warming surface waters in modulating ocean tides.
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VGI_201708_Schindelegger.pdf
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Der Einfluss der Gezeiten auf die Erdrotation
Kurzfassung
Die Transformation zwischen einem himmelsfesten und einem erdfesten Koordinatensystem ist von essentieller Bedeutung nicht nur für die geodätischen Weltraumverfahren, sondern generell für alle präzisen Positionierungs- und Navigationsaufgaben. Der Übergang von einem System in das andere erfordert eine gute Kenntnis der so genten Erdorientierungsparameter (EOP). Die EOP beschreiben die Lage einer Referenzachse im Raum und relativ zum Erdkörper und den momentanen Winkel der Erdrotation, also die Verdrehung eines Bezugsmeridians. In diesem Artikel wird erläutert auf welche Weise die Verbindung zwischen zälestischen und terrestrischen Positionen nach aktuellen Konventionen herzustellen ist und wie die zugehörigen Transformationsparameter definiert sind. Zudem werden die wichtigsten äußeren und geophysikalischen Einflüsse, die Schwankungen der EOP hervorrufen, und ihre Handhabung behandelt. Im Detail wird auf die Effekte der Gezeiten der festen Erde, der Ozeane und der Atmosphäre auf die Orientierung der Erde eingegangen. Als Einblick in aktuelle Erdrotationsforschung wird eine Studie vorgestellt, welche die Überprüfung eines konventionellen Modells für die Auswirkungen langperiodischer fester Erdgezeiten und Ozeangezeiten auf die Weltzeit durch Vergleich mit Beobachtungen der Very Long Baseline Interferometry (VLBI) zum Ziel hatte. Die Untersuchung ergab Abweichungen zwischen Modell und Beobachtung von mehr als 40 Mikrosekunden, was in etwa 2 cm an der Erdoberfläche entspricht.
Abstract
The transformation between space-fixed and Earth-fixed coordinate systems is of significant importance not only for space geodetic techniques but in general for all precise applications of positioning and navigation. The transition from one system to the other requires an adequate knowledge of the so called Earth orientation parameters (EOP). The EOP specify the attitude of a reference axis in space and with respect to the Earth and the instantaneous Earth rotation angle, which is actually the phase of a prime meridian. This article deals with the mode of establishing the connection between celestial and terrestrial positions according to present conventions and the definition of the respective transformation parameters. Furthermore the most important external and geophysical causes, which induce EOP variations and their handling is examined. Effects of solid Earth tides, ocean tides and atmospheric tides on Earth orientation are discussed in more detail. To give an insight into recent Earth rotation research an investigation is presented, the purpose of which was the revision of a conventional model for the impact of long periodic solid Earth tides and ocean tides on universal time by means of comparison to observations of Very Long Baseline Interferometry (VLBI). The investigation revealed discrepancies between model and observation of more than 40 microseconds, corresponding to approximately 2 cm on the Earth surface.
Die Transformation zwischen einem himmelsfesten und einem erdfesten Koordinatensystem ist von essentieller Bedeutung nicht nur für die geodätischen Weltraumverfahren, sondern generell für alle präzisen Positionierungs- und Navigationsaufgaben. Der Übergang von einem System in das andere erfordert eine gute Kenntnis der so genten Erdorientierungsparameter (EOP). Die EOP beschreiben die Lage einer Referenzachse im Raum und relativ zum Erdkörper und den momentanen Winkel der Erdrotation, also die Verdrehung eines Bezugsmeridians. In diesem Artikel wird erläutert auf welche Weise die Verbindung zwischen zälestischen und terrestrischen Positionen nach aktuellen Konventionen herzustellen ist und wie die zugehörigen Transformationsparameter definiert sind. Zudem werden die wichtigsten äußeren und geophysikalischen Einflüsse, die Schwankungen der EOP hervorrufen, und ihre Handhabung behandelt. Im Detail wird auf die Effekte der Gezeiten der festen Erde, der Ozeane und der Atmosphäre auf die Orientierung der Erde eingegangen. Als Einblick in aktuelle Erdrotationsforschung wird eine Studie vorgestellt, welche die Überprüfung eines konventionellen Modells für die Auswirkungen langperiodischer fester Erdgezeiten und Ozeangezeiten auf die Weltzeit durch Vergleich mit Beobachtungen der Very Long Baseline Interferometry (VLBI) zum Ziel hatte. Die Untersuchung ergab Abweichungen zwischen Modell und Beobachtung von mehr als 40 Mikrosekunden, was in etwa 2 cm an der Erdoberfläche entspricht.
Abstract
The transformation between space-fixed and Earth-fixed coordinate systems is of significant importance not only for space geodetic techniques but in general for all precise applications of positioning and navigation. The transition from one system to the other requires an adequate knowledge of the so called Earth orientation parameters (EOP). The EOP specify the attitude of a reference axis in space and with respect to the Earth and the instantaneous Earth rotation angle, which is actually the phase of a prime meridian. This article deals with the mode of establishing the connection between celestial and terrestrial positions according to present conventions and the definition of the respective transformation parameters. Furthermore the most important external and geophysical causes, which induce EOP variations and their handling is examined. Effects of solid Earth tides, ocean tides and atmospheric tides on Earth orientation are discussed in more detail. To give an insight into recent Earth rotation research an investigation is presented, the purpose of which was the revision of a conventional model for the impact of long periodic solid Earth tides and ocean tides on universal time by means of comparison to observations of Very Long Baseline Interferometry (VLBI). The investigation revealed discrepancies between model and observation of more than 40 microseconds, corresponding to approximately 2 cm on the Earth surface.
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VGI_201015_Boehm.pdf
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Die Rotation der Erde
Kurzfassung
Es wird ein kurzer geschichtlicher Überblick über die Erdrotation gegeben, wobei auch rezentere Ergebnisse präsentiert werden. Weltzeit- oder Tageslängenschwankungen sind recht einfach zu verstehen (bis auf die Effekte des Erdinneren). Aber, eine Herausforderung für jeden Geodäten stellt der Unterschied zwischen Präzession-Nutation und Polbewegung dar.
Abstract
The author gives a short historical review on Earth rotation, including recent results on that topic. Variations of universal time or length of day can be easily understood, except those arising from the interior of the Earth. However, a much more complicated issue lays in the difference between precession-nutation and polar motion, which causes a severe headache.
Es wird ein kurzer geschichtlicher Überblick über die Erdrotation gegeben, wobei auch rezentere Ergebnisse präsentiert werden. Weltzeit- oder Tageslängenschwankungen sind recht einfach zu verstehen (bis auf die Effekte des Erdinneren). Aber, eine Herausforderung für jeden Geodäten stellt der Unterschied zwischen Präzession-Nutation und Polbewegung dar.
Abstract
The author gives a short historical review on Earth rotation, including recent results on that topic. Variations of universal time or length of day can be easily understood, except those arising from the interior of the Earth. However, a much more complicated issue lays in the difference between precession-nutation and polar motion, which causes a severe headache.