Loading...

Investigation of the Rotational Dynamics of a Two-layer Earth Model under the in Uence of an Oceanic Gyre

Rasht Behesht, Hossein | 2015

1141 Viewed
  1. Type of Document: M.Sc. Thesis
  2. Language: Farsi
  3. Document No: 47162 (08)
  4. University: Sharif University of Technology
  5. Department: Mechanical Engineering
  6. Advisor(s): Jalali, Mir Abbas
  7. Abstract:
  8. The planet earth has a variety of periodic motions in space, with periods varying from a day to thousands of years. The essence of studying the rotational motion of our planet is closely related to various phenomena such as, the long term variation of the earth’s climate, volcanic activities, ice ages, earth’s past dynamics, etc. furthermore, understanding the precise motion of the earth is an essential part of our astronomical observations. One of the many kinds of rotational motions, which has attracted many attentions is called Chandler wobble. Any irregularly shaped solid body rotating about some axis that is not aligned with its figure axis will wobble as it rotates. Although it has been under investigation for more than a century, its excitation mechanism has remained elusive. Since its discovery, many processes have been evaluated, without success, to determine whether or not they could be the excitation mechanism(s) of the Chandler wobble including atmospheric processes, continental water storage, core-mantle interactions and earthquakes. In the present study, with a Hamiltonian approach, we investigate the effects of the gyroscopic motion of the oceans on the wobbling motion of the earth and also study the feedbacks that these gyres receive from the earth’s motion. The main assumptions made in this work are, rigidity of the mantle, irrotational motion of the fluid core and most importantly a rigid disc instead of a fluid gyre. After derivation of the governing equations of motion, we will demonstrate that the gyroscopic motion of the oceans alone are not powerful enough to excite the chandler wobble but are capable of imposing small perturbations on the length of a day (LOD). Finally we will show that occurrence of a strong earthquake would change the rotation speed of an oceanic gyre
  9. Keywords:
  10. Hamiltonian Systems ; Chandler Wobble ; Oceanic Gyre ; Fluid Core ; Two-Layer Earth Model

 Digital Object List

 Bookmark

  • مقدمه
    • اهمیت و کاربرد موضوع
    • اهداف پژوهش
    • ساختار گزارش
  • تعاریف و مفاهیم مقدماتی
    • مدل‌سازی‌های تحلیلی
    • لنگیدگی چاندلر
    • هسته زمین
    • هسته داخلی زمین
    • جریان‌های اقیانوسی
      • نیروهای محرک جریان‌های اقیانوسی
  • تئوری
    • رویکرد نیوتنی در استخراج معادلات حرکت چرخشی زمین
      • انتخاب دستگاه مرجع و پارامترهای مناسب مسأله
      • بیان گشتاورهای کشندگی
      • محاسبه گشتاور خورشید بر زمین
      • محاسبه گشتاور ماه بر زمین
      • معادلات دینامیکی حرکت چرخشی زمین
      • تئوری‌های جایگزین حرکت تقدیمی-ترقصی مدل زمین صلب
    • معادلات دینامیکی حرکت چرخشی زمین صلب با رویکرد لاگرانژی
      • پارامترهای اویلر
      • معادلات سینماتیکی اویلر
      • معادلات لاگرانژ
      • روش تغییرات
    • معادلات دینامیکی حرکت چرخشی زمین صلب با رویکرد همیلتونی
      • پارامترهای اندویر
      • روابط بین زوایای اویلر و متغییرهای اندویر
      • متغییرهای اندویر نسبت به دستگاه‌های مرجع ثابت و متحرک
      • معادلات کانونیک حرکت چرخشی زمین
      • معادلات حرکت همیلتنی
      • حرکت تقدیمی-ترقصی محور مومنتم زاویه‌ای
      • حرکت تقدیمی-ترقصی محور تقارن زمین
  • استخراج معادلات دینامیکی حرکت دورانی زمین
    • ساختار هندسی پوسته زمین
    • بیان انرژی جنبشی سیستم هسته-جبه-اقیانوس
    • بیان سینماتیک مساله توسط متغییرهای اویلر
    • بیان سینماتیک مساله توسط متغییرهای کانونیک اندویر
    • بیان مومنتم‌های زاویه‌ای
    • بیان انرژی جنبشی سیستم جبه-هسته-دیسک توسط متغییرهای اندویر
    • محاسبه مومنتم‌های کانونیک
    • محاسبه تنسور اینرسی دیسک
    • معادلات همیلتونی در غیاب پتانسیل‌های گرانشی
  • حل عددی معادلات دینامیکی
    • ضرایب انرژی جنبشی
    • محاسبه شرایط اولیه
    • تحلیل معادلات همیلتنی
      • تغییرات طول روز
      • فرکانس‌های لنگیدگی چاندلر و حرکت ترقصی آزاد هسته
      • تاثیرات زلزله بر ژایر اقیانوسی
      • بررسی حرکت ترقصی محور تقارن در فضا
      • بررسی اتلافات سالانه ژایر اقیانوسی
  • جمع‌بندی
    • مقدمه
    • تحلیل نتایج
    • نوآوری و پیشنهاد برای تحقیقات آتی
  • مراجع
...see more