Äerdrotatioun

D'Äerdrotatioun ass d'Dréibeweegung vun der Äerd ëm hir eegen Achs. D'Rotatiounsachs nennt een Äerdachs. D'Äerd dréint sech no Osten, wat sech duerch Orientéierung mat engem Kompass bei Sonnenopgang liicht iwwerpréiwe léisst. Vum Polarstär aus gekuckt, dréint sech d'Äerd géint den Auerzäresënn.

D'Beweegung vun der Äerduewerfläch a Relatioun zum Stärenhimmel wéinst der Äerdrotatioun

De Rotatiounsvektor vun der Äerd weist no der Rietsschrauwereegel genee op Äerd-Nord, an domat bal genee op de Polarstär. All Punkte vun der Äerduewerfläch, ausser hiren zwéi Polen, beweege sech doduerch an (jee déi lokal) d'Ost-Richtung. Fir en Observateur, dee mat dem Kapp no Norden um Buedem läit an d'Stären um Zenit kuckt, beweegt sech ongeféier eng äerdfest Mastspëtzt (géintiwwer engem noe Stär bannen enger Minutt visuell) och no Osten, dat awer um Himmel duerch d'Kucke vun ënnen, quasi wéi aus dem Äerdkär eraus gesinn, lénks läit.

Déi duerchschnëttlech Dauer vun enger Ëmdréiung zu deem als rouend ugehollenem kosmeschen Hannergrond – de mëttlere sidereschen Dag – ass 23 h 56 min 4,10 s (wat där vum IERS festgeluechter nomineller mëttlerer Wénkelvitess vu 7,292115 × 10⁻⁵ rad/s^[1] entsprécht). Als Bezuchspunkt fir déi prezis Miessung vun der Ëmdréiungsdauer déngen hautdesdaags ënner anerem mat Radiointerferometrie observéiert extragalaktesch Radioquellen. Bis viru wéinege Joerzéngte stoungen awer keng rouend Referenzpunkten zur Dispositioun, déi héijeren Uspréch gereecht hätten. Déi vun den Observatiounen zougängleche Stäre ware wéinst hirer Eegebeweegung nëmmen ageschränkt gëeegent.

An der astronomescher Praxis bezitt een d'Ëmdréiung dofir an der Reegel op de Fréijoerspunkt, deem seng Lag bezunn op d'Stären a Planéiten ëmmer berechent ka ginn. D'Zäitspan, déi d'Äerd braucht, fir no enger Ëmdréiung nees déi selwecht d'Stellung um Fréijoerspunkt anzehuelen, ass e Stärendag. Dofir dauert e Stärendag nëmmen 23 h 56 min 4,09 s. D'Prezessioun vun der Äerd dogéint ass de Grond, fir datt e sidereschen Dag ongeféier 8 ms (d. h. Millisekonnen) méi laang ass wéi e Stärendag.

Wann een de Stärendag a 24 h^* (Stonne Stärenzäit) andeelt, dann ass d'Stärenzäit eng direkt Mooss fir den Dréiwénkel vun der Äerd. Aus der Kenntnes vun der Stärenzäit léisst sech also den aktuellen Himmelsubléck bestëmmen. Fir den Observateur kulminéiert de Fréijoerspunkt um 24 h^*.

D'Bezeechnung: Stärendag bezitt sech trotz sengem Numm net op d'Stären, mä op de Fréijoerspunkt. Op d'Stäre bezitt sech de sidereschen Dag. Déi englesch Bezeechnungen (festgeluecht vum IERS) si beispillsweis genee ëmgekéiert: de Stärendag heescht do sidereal day, wärend de sidereschen Dag stellar day heescht.

Sonnendag

Vun 1 op 2 weist e Stärendag a vun 1 op 3 e Sonnendag

De Sonnendag ass den Zäitraum vun engem Sonnenhéchststand zum nächsten an déngt als Basis vun eiser alldeeglecher Zäitmiessung. Hien dauert an der Moyenne 24 Stonnen an ass domat méi laang wéi e Stärendag. Den Ënnerscheed tëscht der Längt vum Stärendag an der Längt vum Sonnendag resultéiert aus der järlecher Beweegung vun der Äerd ëm d'Sonn. No enger vollstänneger Rotatioun ass d'Äerd op hirer Bunn bal ee Bougrad weidergelaf (360 Grad an 365 Deeg). Ëm dëse selwechte Wénkel muss d'Äerd sech nach weiderdréinen, bis d'Sonn nees an der gläicher Himmelsrichtung um Himmel ze gesinn ass, wéi den Dag virdrun. Dëst braucht an der Moyenne ongeféier 4 Minutten.

Well d'elliptesch Äerdbunn awer am Laf vum Joer mat variabler Vitess duerchlaf gëtt a well d'Ekliptik zum Himmelsequator gebéit ass, sinn net all Sonnendeeg vun engem Joer gläich laang. Et ënnerscheet een dofir de richtege Sonnendag als Zäitraum tëscht zwéi Sonnenhéichststänn an deen ëmmer gläich laangen mëttlere Sonnendag, deem seng Längt den iwwer e Joer gemëttelte Längte vun de richtege Sonnendeeg entsprécht. De mëttlere Sonnendag gouf per Definitioun an 24 Stonnen agedeelt. Dofir lafen eis Aueren no enger mëttlerer Sonn, anescht wéi d'Sonnenaueren, déi naturgeméiss déi tatsächlech Sonn als Basis hunn. Den Zäitënnerscheet tëscht mëttlerer Sonnenzäit a richteger Sonnenzäit gëtt als Zäitgläichung bezeechent.

Rotatiounsachsen

Duerch hiren Inertiemoment behält d'Rotatiounsachs vun der Äerd hir Richtung (bal, kuckt ënnen) konstant bäi. Hiert nërdlecht Enn weist am Ament op e Punkt um Himmel, dee knapps ee Grad nieft engem Stär vum Stärebild Ursa Minor läit. Ëm dëse Punkt schéngt sech fir en ierdeschen Observateur den Himmel eemol am Dag ze dréinen. De Punkt heescht dofir Himmelsnordpol an de genannte Stär Polarstär. Déi südlech Verlängerung weist op kee markante Stär.

D'Rotatiounsachs ass ëm knapps 23,5° géint den Äerdbunnplang gebéit (Schréi vun der Ekliptik). Well d'Äerdachs hir Richtung am Raum bäibehält, wärend d'Äerd am Laf vun engem Joer eemol ëm d'Sonn leeft, ass op enger Hallschent vun der Bunn d'Nordhallefkugel an op der anerer Hallschent d'Südhallefkugel der Sonn zougedréint. Op der betreffender Hallefkugel ass da wéinst der staarker Sonnenastralung Summer. Déi aner Joreszäiten erginn sech deementspriechend.

Zäitlech Verännerlechkeet

Physikalesch Grondlagen

Duerch hiren Dréiimpuls mécht d'Äerd eng Dréibeweegung. Den Dréiimpuls ass d'Produkt aus der Dréivitesse vun der Äerd (ausgedréckt als Wénkelvitess) an hirem Inertiemoment.

Well en Dréiimpuls eng Erhalungsgréisst ass, kann hie nëmmen duerch d'Awierkung vun engem vu baussen ugräifendem Dréimoment geännert ginn. Als Vektor huet den Dréiimpuls e Betrag wéi och eng Richtung; Konstanz vum Dréiimpuls bedeit dofir, datt souwuel d'Ëmdréiungsvitesse wéi och d'Lag vun der Dréiachs am Raum konstant bleiwen.

D'Dréimomenter déi op d'Äerd awierke sinn ganz kleng, soudatt hiren Dréiimpuls an domat och hir Dréivitesse souwéi d'Ausrichte vun hirer Dréiachs am grousse Ganze konstant bleiwen. Bei geneeër Miessung oder Kucken op laang Zäit loosse sech awer zäitlech Verännerunge feststellen.

D'Dréivitesse ännert sech,

wa sech duerch Awierke vun engem baussenzegen Dréimoment de ganzen Dréiimpuls ännert
wa sech de betragsméisseg konstant bleiwende ganzen Dréiimpuls a verschiddener Weis op Ënnersystemer (Atmosphär vun der Äerd/Äerdmantel/Äerdkär) ëmverdeelt (d'Observatiounen erfaassen nëmmen d'Beweegung vum Ënnersystem "Äerdmantel mat Äerdkuuscht")
wa sech duerch Verformung (z. B. postglazial Landhiewung) oder Massenëmverdeelung (z. B. Ofschmëlze vu Gletscher) den Inertiemoment vun der Äerd ännert, soudatt trotz gläichbleiwendem ganzen Dréiimpuls eng aner Dréivitesse resultéiert (Pirouetteneffet).

D'Lag vun der Rotatiounsachs am Raum ännert sech, wa baussenzeg Dréimomenter awierken (Prezessioun). Well d'Symmetrieachs vun der Äerd driwwer eraus net exakt mat hirer Rotatiounsachs iwwerenee stëmmt, mécht den Äerdkierper kleng Schwéngungen ëm d'Rotatiounsachs, soudatt hiren Duerchstousspunkt duerch d'Äerduewerfläch an engem Beräich vun e puer Meter variéiert (Polbeweegung).

Kuckt och

Portal Astronomie

Prezessioun vun der Äerdachs
Zyklus vun der Prezessioun
Schaltsekonn an Zäit
Differentiell Rotatioun (Superrotatioun)

Literatur

H. Schuh u. a.: Grundlagen zur Erdrotation. In: Mitteilungen des Bundesamtes für Kartographie und Geodäsie Band 32, 2003

Um Spaweck

erdrotation.de Websäit vum Bundesamt fir Kartographie a Geodesie
(en)(fr)(ru) Erdrotationsdaten des IERS
(en) Internationaler Erdrotationsdienst IERS: Stellt déi gemoossen Dageslängt mat historeschen Archivdaten zanter dem Ufank vun de systematesche Miessungen zur Dispositioun
Ranklaser vun der Fundamentalstatioun Wettzell
(en) AAM Scientific Background Information (Informatioun zum atmosphäreschen Dréiimpuls)
(en) Historical Eclipses and Earth's Rotation

Referenzen

↑ D.D. McCarthy, G. Petit (Hrsg.): IERS Conventions (2003) (IERS Technical Note No. 32), Kap. 1: General Definitions and Numerical Standards.) (PDF)

[1] D.D. McCarthy, G. Petit (Hrsg.): IERS Conventions (2003) (IERS Technical Note No. 32), Kap. 1: General Definitions and Numerical Standards.) (PDF)

[1]