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Präzession

 
     
  ist wie die Nutation eine langfristige und periodische Richtungsänderung der Erdrotationsachse in bezug auf ein raumfestes Bezugssystem, das z.B. durch die Positionen extragalaktischer Radioquellen gegeben ist. Aufgrund der Präzession bewegt sich die Erdachse relativ zum raumfesten System auf einem Kegel mit einem Öffnungswinkel von 23,5º, dem Winkel zwischen Erdäquator und Erdbahn (Ekliptik). Die Umlaufperiode beträgt ungefähr 25.800 Jahre. Verursacht wird diese langsame Bewegung durch Gezeitenkräfte des Mondes und der Sonne. Da die Erde keine Kugel ist, sondern als ein abgeplattetes Rotationsellipsoid beschrieben werden kann und ihre Rotationsachse um 23,5º gegenüber der Ekliptiknormalen geneigt ist, versuchen die auf die Erde wirkenden Anziehungskräfte die Erdachse aufzurichten. Die Erdachse aber weicht aus und umläuft den eben genannten Kegelmantel, dessen Bahn sich sehr genau berechnen lässt. Wegen des Umlaufs der Knotenlinie um die Erdbahn entgegengesetzt zur Bewegung der Erde ist das tropische Jahr, das unsere Jahreszeiten bestimmt, etwa 20 Minuten kürzer als das siderische Jahr, das auf dem Umlauf der Erde in bezug auf die Fixsterne beruht. Neben der Präzession gibt es noch periodische Richtungsänderungen der Erdrotationsachse im Raum, die Nutation. Die Erdrotationsachse bewegt sich dabei relativ zum raumfesten System aufgrund der Einflüsse von Sonne und Mond mit Perioden zwischen wenigen Tagen und 18,6 Jahren. Die lunisolare Nutation lässt sich sehr genau modellieren und durch harmonische Reihenentwicklungen in Abhängigkeit von der Zeit darstellen, wobei die Argumente der einzelnen harmonischen Terme aus Kombinationen fünf astronomischer Grundargumente berechnet werden. Das seit 1980 von derInternationalen Astronomischen Union empfohlene Nutationsmodell von Wahr (1981) enthält 106 Terme, jeweils für die Nutation in Schiefe Δ(t) und die Nutation in Länge Δψ(t). Neue theoretische Nutationsmodelle berücksichtigen dagegen bis zu mehrere Tausend Terme und sind wesentlich genauer als das Wahrsche Modell. In diese neuen Modelle wurden neben den »in-phase«-Termen auch sog. »out-of-phase«-Terme aufgenommen, d.h. die jeweiligen Sinus-Glieder der harmonischen Reihenentwicklungen wurden um Cosinus-Glieder ergänzt und umgekehrt. Inzwischen ist die Genauigkeit der Modelle soweit vorangetrieben, dass sogar die Einflüsse einiger Planeten berücksichtigt werden (planetare Nutation). So können Differenzen zwischen den mit Radiointerferometrie gemessenen Nutationskomponenten und dem Nutationsmodell von Wahr aufgezeigt werden. Aus diesen Messungen lassen sich Korrekturen an den astronomischen Nutationstermen ermitteln. Eine Wavelet-Analyse zeigt ausserdem deutlich eine weitere Nutationskomponente mit einer Periode von 420 bis 440 Tagen und einer von 1989 bis 1997 abnehmenden Amplitude. Dies ist eine freie Nutation, die durch Richtungsunterschiede der Rotationsachsen des inneren Erdkerns und des Erdmantels bedingt ist (Free Core Nutation, FCN).  
 

 

 

 
 
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