Piirileikkiä navoilla

Viime viikkoina media on vaihteeksi kohissut  maapallon pyörimisestä, joka sattuneesta syystä on myös konitohtorille tuttu aihe. Tällä kertaa kohu alkoi, kun TheGuardian referoi aiheeseen liittyvää tutkimusta  ja otsikoi 6.4.

"Melting ice sheets changing the way the Earth wobbles on its axis, says Nasa"

‘Dramatic’ shift in polar motion attributed to effects of global warming and the impact humans are having on the planet.

Jatkoa seurasi sitten lähes välittömästi
The Washington Post 8.4.
Greenland and Antarctic melt isn't just raising seas - it's changing the Earth rotation

Verkkolehti Gizmodo  8.4
We  Finally Know Why the North Pole Is Moving East
Scientific American 8.4.

Earth Is Tipping Because of Climate Change. Melting ice and shifting rain patterns are causing the north and south poles to drift

ja kohta  myös aina valpas oma mediamme yhtyi piiriin  kaluamaan samaa luuta

MTV-uutiset 9.4.
Jäätikköjen sulaminen huojuttaa maapalloa - "Viime vuosisataan verrattuna dramaattista"
Uusi suomi 12.4.

"Planeetallemme tapahtuu jotakin outoa” – Pohjoisnavan liikkeelle löytyi kaksi syytä

Hesari 13.4.

Pohjoisnavan liikkeen suunta vaihtui äkillisesti 2000-luvun alussa. Muutos voi johtua siitä, että pohjoinen napajäätikkö on sulanut tavallista voimakkaammin viime vuosina

Niin, mitä sitten maapallon pyörimiselle on oikein tapahtunut? Alla video, joka esittää maapallon  navan näennäistä liikettä  pohjoisnavalla. Liike on siis näennäistä, sillä oikeastihan maankuori siinä vain liikkuu, kun   kiertoakseli  pallomme rautaytimen ansiosta on hyvin vakaa eikä pienistä hötkyile.

Alue, jolla napa liikkuu, on kooltaan n. 20x20 m  ja "dramaattinen" muutos, jota edellä lainatut otsikot hehkuttivat on siitä n. kymmenes osa. Vuoden aikana todellinen napa huojahtelee siis tuolla alueella  edestakaisin yli viisinkertaisesti sen, mitä keskimääräinen napa (kuvassa violetti viiva) on viimeiset 15 vuotta liikkunut uuteen suuntaansa. 
Hmm, onhan tuo pikantti yksityiskohta mutta ei mitenkään tavaton. Samanlainen muutos on tapahtunut myös 40- ja 50-luvuilla kuten ao. kuva ja video osoittavat. Sinänsä tietysti on kiintoisaa, että tässäkin näyttää taas toistuvan tuo n. 60 vuoden mittainen jakso, kuten niin monissa muissakin ilmastoon liittyvissä ilmiöissä.  (Kuvassa näkyy myös keskimääräisen navan paikka 10 vuoden välein ja siihen piirretty vaakasuora akseli olisi luonnossa n. 10 m. )

Kyseessä  saattaa siis todellakin olla ilmastoon liittyvä ilmiö, samalla tavoin kuin navan liikkeen vuotuinen jakso, joka selvästi liittyy talven ja kesän vuorotteluun ja siitä aiheutuviin vedenkierron ja lumipeitteen muutoksiin pallolla.
Toisaalta maapallon pyörimiseen liittyy myös toinen, ns. Chandler jakso, jonka pituus on n. 433 vrk ja jonka syy on toistaiseksi hämärän peitossa. Teorioita ja aihetodisteita tosin on esitetty, että asialla olisi kytkös merivirtojen  liikkeisiin ja ilmanpaineen säännönmukaisiin vaihteluihin. (Jos ilmanpaine  navoilla on korkea, maapallo pyörii nopeammin - aivan kuten taitoluistelija, joka saa piruetteihinsa lisää vauhtia vetämällä kädet tiukasti kiinni vartaloon.) Alla kuva vuodelta 1984, jolloin oli  jo selvästi osoitettu ilmakehän impulssimomentin ja maapallon pyörähdysajan välinen yhteys.

Ilmakehän aksiaalisen impulssimomentin ja maapallon pyörähdysajan välinen yhteys oli hyvin tiedossa jo vuonna 1984. Jos esim. Grönlanti alkaisi äkisti sulaa, näkyisi sen vaikutus ensinnä juuri pyörähdysajan muutoksena.   Navan liikkeestä ilmiön vaikutusta olisi paljon vaikeampaa havaita.

Alussa referoituja otsikoita lukiessa voi vain huvittuneena huokaista, miten tietämättömiä asiasta kirjoittavat toimittajat ovat. Kyseessä ei siis todellakaan ole mikään ilmastonmuutoksen aiheuttama hirmuinen mullistus, joka uhkaisi  kammeta jopa maapallon akselia pois suunnastaan. Ei, kyseessä on vain parantunut havainto- ja mittaustarkkuus, jonka ansiosta pienetkin ilmiöt voidaan nykyisin laskea ja tunnistaa  entistä tarkemmin.

Kehotan lukijaa tarkkailemaan videolla vuotta 1984, jolloin navan liike muuttuu entistä kiharaisemmaksi. Tuona vuonna liikettä alettiin seurata uusin menetelmin, jolloin saavutettu tarkkuus parani liki satakertaiseksi. Alla osasuurennus  videosta vuosien 2005-2006 taitteesta, jolloin napaliikkeen  Chandler jakso ja vuotuinen jakso olivat vastakkaisissa vaiheissa ja saivat liikkeen lähes seisauksiin ja navan tekemään hauskoja silmukoita. Tapaus oli niin erikoinen, että pitihän  siitä jonkun "paperikin" värkätä vaikkei asiasta  osattukaan vielä tuolloin alarmia  kohottaa.

Navan liike vuosien 2005-2006 taitteessa. 

Kuvissa alueen koko on n. 2x2 metriä.

Resume
Climate-driven polar motion is discussed and  an animated plot of the motion is presented. The similar behavior of the pole path in 1935-1950 and 2000-2015 has pointed out, as well  the 65-year time span of these events, which is common for many other  climatic cycles, too. 


Links
Climate-driven polar motion: 2003–2015
How Anomalous is the Current Polar Motion?
Rapid variations in polar motion during the 2005–2006 winter season  
Earth orientation data
What drives 20th century polar motion?


sitä sun tätä
OBSERVABLE CHANGES IN OBJECT COORDINATES
EXCITATION OF THE POLAR MOTION AND ROTATION RATE 
Glitches in the Earth's wobble help geophysicists probe the planet's core
Possible influences of core processes on the Earth’s rotation and the gravity field
Earth's rotational variations by electromagnetic coupling due to core surface...

Päivitys 10. toukokuuta 2021

Mainitsin tuossa edellä Chandler jakson, jonka syy on edelleen hämärän peitossa.  Oma suosikkini  kuitenkin on  magmameri, joka siellä pinnan alla hissukseen aaltoilee. Vuorovesi-ilmiö  vaikuttaa nimittäin myös kiinteään maankuoreen ja voidaan nykyään jopa mitata. Kuun siderisen kiertoajan pituus on n. 27.322 vrk ja suurimman nutaatiojakson 6798 vrk (18.6 vuotta). Näiden tulon neliöjuuri  431 vrk taas on  hyvin lähellä  tuota vallitsevaa käsitystä Chandler-jakson pituudesta.

Alla vielä  navan tanssin uusi päivitetetty versio. Uusimmissa aikasarjoissa keskinavan liikekin on uuden laskutavan myötä alkanut tehdä silmukoita mutta vasemmanpuoleiseen kuvaan uudet arvot on vain lisätty vanhojen jatkeeksi. Oikeanpuoleinen kuva esittää IERS:n arvoilla laskettua keskinavan liikettä, missä silmukka näkyy komeasti.

Näemme myös, että liikesuunta on kuvissa hieman kääntynyt mutta väitettyä 17 kertaista nopeuden lisäystä vuoden 1995 jälkeen niistä on mahdoton havaita. Aihe on taas noussut esiin,  kunTekniikan maailma ja Hesari ovat lämmittäneet tätä vanhaa alarmia näyttävin otsikoin. Uutisoinnin pohjakosketuksen teki tällä kertaa TM, joka ei kertonut kuinka suuresta huojunnasta oli kysymys mutta jutun kuvituksessa maapallo oli tyrkätty oikein kunnolla kumolleen,  jotta jopa sokea Reettakin saattaisi sen varmasti huomata. Oikeasti ilmiö olisi kertaluvultaan samaa luokkaa kuin mantereitten liikkuminen.

Typeryys kaataa jo maapallonkin kumolleen, TM 26.4.2021 8:10 

Resume
Media and the climate-driven polar motion is discussed. A new value for the Chandler period is suggested. It is the square root of the product of the sidereal month (27.3 days) and the nutation period (18.6 yr) and equals 431 days.