极移和纬度是紧密相关的。地球的南北极是决定地理坐标的重要依据,距离南北极90度的地方是赤道,也就是说赤道是地球纬度的起点。
但是,赤道并不是固定不变的,会随着极移而发生变化,要测定某个地点的纬度,就得量出赤道到这个地点的距离。实际操作时是用观测恒星的方法来定出一个地点的纬度和纬度变化的,因为恒星在天球上的准确位置是可以计算出来的,当科学工作者观测这些恒星的位置之后,就能够计算出观测站的纬度。在同一个地点不断地进行观测,可以得到连续的纬度值,从而发现纬度的变化,并从纬度的变化,推算出极移。
19世纪末发现极移后,国际大地测量协会决定在全球39度08分的纬度圈上建立五个国际纬度站(分别位于中国、日本、苏联、意大利和美国),用同样的仪器观测同样的恒星,测定出各站的纬度值,推算极移。我国是占有这一纬度圈最长的国家,东起大连,西到新疆的喀什,长达五六千千米。位于北纬39度08分02秒的天津,是这一纬度圈上全球最大的城市,而且晴夜较多,气候和地质条件也不错,很适合进行纬度观测。1957年中国科学院北京天文台建立了天津纬度站。
选择在天津建站还有另外一个重要的理由,那就是有利于长期极移的研究。长期极移指的是地球两极除了迂回绕圈的周期运动外,还存在某一个方向的长期运动。这是国际学术界认为意义重大但众说纷纭的一个问题。一些科学家提出,北极长期移动的趋向是西经60度--70度之间,幅度每年0.003秒。为了验证这一说法,需要在这个方向或经度相差180度的方向建立一个观测站,而天津所在的位置为东经117度,显然是非常有利的。
极移和纬度变化是天文研究的一个重要领域,和地球物理学的关系也很密切。天文学家通过全球性的纬度变化观测,揭示了很多有关极移的奥秘。精确测定极移对大地测量、时间工作、航海、航天和地球物理研究等都有着重要意义。