극운동

요약 자전축과 지표면이 만나는 극점이 지표면 상을 이동하는 현상으로, 관성주축인 형상(形狀)축이 자전축과 일치하지 않아서 발생한다. 세차운동, 장동운동과는 다른 별개의 것으로 경도가 다른 2개 이상의 관측소에서 위도변화를 관측하여 극운동을 구할 수 있다.

자전축이 지표면을 관통하는 점인 극점이 지표면상을 이동하는 현상으로서, 자전축이 공간에 대해 움직이는 세차(歲差) ·장동(章動)과는 다른 것이다. 이것은 주로 관성주축인 형상축(形狀軸)이 자전축과 일치하지 않는 데 기인한다. 이 사실은 1736년 L.오일러가 지적한 것으로 지구를 강체(剛體)로 생각하면 그 주기는 304일(약 10개월)이라 하였다(오일러주기).

그 후 K.F.퀴스트너와 S.C.챈들러가 위도관측으로 이 운동을 확인하였으며, 주기는 약 430일(14개월)이었다(챈들러주기). S.뉴컴은 이 격차를 설명할 때 지구의 탄성률을 고려하여 설명하였다. 이와 같은 주기항(週期項)을 챈들러항이라 하며, 진폭은 0.2 정도이다. 이 밖에 기상조건에 따른 질량의 이동(식물의 번성 ·대기운동 등)에 의한 것이라 생각되는 주기 1년, 진폭 0.08 정도의 연주항(年週項)이 있다. 극운동은 크게 보아 이 두 운동의 합성이라 생각된다.

［그림］에서 좌측은 국제극운동국(IPMS)이 발표한 1900∼05년의 북극의 평균위치를 원점(原點)으로 하는 1958.0∼66.5년 사이의 극궤도이다. 불규칙한 주기 ·진폭을 가진 운동이 포함되어 있으며, 일부는 지구의 내부구조에 원인이 있을 것으로 생각된다.

［그림］의 오른쪽에서 P_o을 적당히 정의된 원점 P_o에서 그리니치 방향으로 x축, 이것과 직각으로 y축을 잡는다. P를 관측시의 극의 위치(순간극)라 하면 경도 λ(서경 플러스) 방향에 대하여 위도 방향의 각도초(角度秒)로 나타낸 변화성분 Δφ는 Δφ=x cos λ＋y sin λ 로 나타낼 수 있다. 따라서 경도가 다른 2개 이상의 관측소에서 위도변화를 관측하면 극운동을 구할 수 있다. 현재 세계에 5곳의 위도관측소가 있다. 극운동은 관측점의 경도 및 방위각(方位角)의 변화를 가져온다.