Billedkredit: NASA
Missionet med Gravity Recovery and Climate Experiment (Grace) har skabt det mest nøjagtige kort over jordens tyngdekraftfelt. De fandt, at tyngdekraftfeltet kan svinge med op til 200 meter rundt om i verden. Dette tyngdekraftkort giver fremtidige vandstandmålinger bedre nøjagtighed og hjælper forskere med at forstå den langsomme omfordeling af massen på planeten.
Den fælles NASA-German Aerospace Center Gravity Recovery and Climate Experiment (Grace) -mission har frigivet sit første videnskabsprodukt, det mest nøjagtige kort endnu med jordens tyngdekraftfelt. Nåde er det nyeste værktøj for forskere, der arbejder for at låse hemmeligheder om havcirkulation og dens virkninger på klimaet.
Oprettet fra 111 dage med udvalgte Grace-data, for at hjælpe med at kalibrere og validere missionens instrumenter, denne preliminære model forbedrer viden om tyngdekraftsfeltet så meget, at den frigives til oceanografer nu, måneder inden den planlagte start af rutinemæssige Grace science-operationer. Data forventes at forbedre vores evne til at forstå havcirkulation betydeligt, hvilket har stærk indflydelse på vejr og klima.
Dr. Byron Tapley, Grace-hovedundersøger ved UT's Center for Space Research, kaldte den nye model en fest for oceanografer. ”Denne oprindelige model repræsenterer en stor fremgang i vores viden om Jordens tyngdekraftfelt. ”Førgrace-modeller indeholdt så store fejl, mange vigtige funktioner blev skjult. Nåde bringer den sande tilstand af oceanerne i meget skarpere fokus, så vi bedre kan se havfænomener, der har en stærk indflydelse på atmosfæriske vejrmønstre, fiskeri og globale klimaændringer. ”
Nåden når dette mål ved at tilvejebringe en mere præcis definition af Jordens geoid, en imaginær overflade, der kun er defineret af Jordens tyngdekraftfelt, hvorpå Jordens havoverflader vil ligge, hvis de ikke forstyrres af andre kræfter som havstrømme, vind og tidevand. Geoidhøjden varierer rundt om i verden med op til 200 meter (650 fod).
”Jeg kan godt lide at tænke på geoiden som videnskabens ækvivalent med en tømrerniveau, det fortæller os, hvor vandret er,” sagde Tapley. "Nåde vil fortælle os geoiden med en centimeternøjagtighed."
Så hvorfor er det vigtigt at kende geoidhøjden? JPLs Dr. Lee-Lueng Fu, videnskabsmand ved Topex / Poseidon og Jason-projektet sagde: ”Havets overflade, mens den ser flad ud, er faktisk dækket med bakker og dale forårsaget af strømme, vind og tidevand, og også af variationer i jordens tyngdekraftfelt . ”Forskere ønsker at adskille disse gravitationseffekter, så de kan forbedre nøjagtigheden af satellithøjdemålere som Jason og Topex / Poseidon, som måler havoverfladens højde, lagring af havvarme og global havcirkulation. Dette vil give os en bedre forståelse af havcirkulationen og hvordan det påvirker klimaet. ”
Dr. Michael Watkins, Grace-projektforsker ved JPL, satte forbedringer af Jordens tyngdekraftmodel i perspektiv. ”Forskere har undersøgt Jordens tyngdekraft i mere end 30 år ved hjælp af både satellit- og jordmålinger af ujævn kvalitet. ”Ved hjælp af blot et par måneder af vores globalt ensartede Grace-data af kvalitet har vi allerede forbedret nøjagtigheden af Jordens tyngdekraftmodel med en faktor mellem 10 og næsten 100, afhængigt af størrelsen på tyngdekraftfunktionen. Nogle steder var fejl i geoidhøjde baseret på tidligere data så meget som 1 meter (3,3 fod). Nu kan vi reducere disse fejl til en centimeter (0,4 inches) i nogle tilfælde. Det er fremskridt. ”
Dr. Christoph Reigber, Grace co-principale efterforsker ved GeoForschungsZentrum Potsdam, sagde: ”Når vi fortsætter med at vurdere og forfine Graces instrumenter og delsystemer, er vi sikre på, at fremtidige månedlige tyngdekraftsløsninger vil være endnu bedre end det kort, vi frigiver nu. ”Disse løsninger vil give os mulighed for at undersøge processer, der er forbundet med langsom omfordeling af masse inde i Jorden og på dens land-, hav- og isoverflader. Vores første forsøg på at identificere sådanne små tyngdekraftssignaler med Grace ser meget lovende ud. ”
Nåde registrerer små variationer i tyngdekraften fra lokale ændringer i Jordens masse ved præcist at måle til en tiendedel af bredden af et menneskehår ændringer i adskillelsen af to identiske rumfartøjer efter den samme bane ca. 220 kilometer (137 miles) fra hinanden. Grace vil kortlægge variationerne fra måned til måned efter ændringer pålagt af årstiderne, vejrmønstre og kortvarige klimaændringer.
Original kilde: University of Texas News Release
