"ضخامت معادل آب" چیست؟

تغییرات ماهانه مشاهده شده در گرانش ناشی از تغییرات ماهانه جرم است. می توان تصور کرد که تغییرات جرم در یک لایه بسیار نازک از ضخامت آب در نزدیکی سطح زمین متمرکز شده باشد (به عنوان مثال در یک لایه به ضخامت چندین کیلومتر). در حقیقت، بیشتر تغییرات جاذبه ماهانه در واقع به دلیل تغییر در ذخیره آب در مخازن هیدرولوژیکی، با حرکت توده های یخی اقیانوس، جو و خشکی و تبادلات جرمی بین این محفظه های سیستم زمین است. میزان عمودی آنها در سانتی متر با ضخامت آب معادل، بسیار کوچکتر از شعاع زمین یا مقیاس های افقی تغییرات، اندازه گیری می شود که به کیلومتر اندازه گیری می شوند. برخی از تغییرات گرانش ناشی از توزیع مجدد جرم در زمین 'جامد' است، مانند آنهایی که به دنبال یک زمین لرزه بزرگ رخ داده اند، یا آنهایی که به دلیل تنظیم ایزواستاتیک یخبندان ایجاد می شوند. در این موارد، تفسیر تغییرات گرانش از نظر "ضخامت معادل آب" صحیح نیست، حتی اگر محاسبه این مقدار هنوز هم امکان پذیر باشد (به عنوان مثال، با حذف اثرات جامد زمین برای جداسازی تغییرات جرم مربوط به آب).

جرم اتمسفر در حین پردازش با استفاده از زمینه های فشار جوی ECMWF حذف می شود، بنابراین شبکه های جرمی سطح GRACE Tellus فاقد تنوع جرم اتمسفر در مناطق یخی و قاره ای مانند گرینلند و قطب جنوب است (البته به جز خطاهای ECMWF). از یک مدل اقیانوس برای حذف حرکتهای اقیانوسایی باد و فشار با فرکانس بالا (6 ساعته تا زیر ماهانه) استفاده می شود که در غیر این صورت ممکن است نام مستعار در محلول های ثقل ماهیانه باشد. اگر این مدل کامل باشد، میدان های ثقل حاصل از تغییر در اقیانوس منعکس نمی شوند. برای استفاده از این نتایج در اقیانوس ها، در میدان های فشار پایین اقیانوس GRACE Tellus شبکه های مدل ماهانه اقیانوس به طور متوسط ​​ماهانه دوباره اضافه می شوند. این یکی از دلایلی است که ما شبکه های OCEAN و LAND را جداگانه ارائه می دهیم. دلایل دیگر شامل حذف سیگنال های زمینی از شبکه های اقیانوس، مقیاس گذاری شبکه های زمینی و غیره است.

داده های موجود در اینجا تغییر در ضخامت آب معادل نسبت به یک پایه زمانی میانگین است. روش اساسی در مطالعات وار و همکاران توضیح داده شده است (1998). شبکه های خشکی و اقیانوس ها با فیلترهای مختلفی پردازش می شوند که تنظیم می شوند تا ضمن حفظ سیگنال های واقعی ژئوفیزیکی، نویز را به بهترین وجه فیلتر کنند.

نسخه های هارمونیک کروی

GRACE اولین ماموریت است، بنابراین جای تعجب نیست که بازنگری در پردازش داده ها بیشتر از اندازه گیری ماهواره ای بالغ است. سه مرکز بخشی از سیستم زمینی GRACE هستند و داده های سطح 2 (زمینه های هارمونیک کروی) را تولید می کنند: (مرکز تحقیقات فضایی). GFZ-GeoForschungsZentrum Potsdam؛ و JPL (آزمایشگاه پیشرانه جت). خروجی آنها شامل ضرایب هارمونیک کروی از میدان جاذبه و از زمینه های معاملات برای محاسبه آنها است.

داده هایی که ما در اینجا ارائه می دهیم بر اساس داده های تولید شده توسط این مراکز داده (انتشارات "رسمی" پروژه GRACE) است و دارای مراحل اضافی و پس پردازش است که در صفحات پیوند داده شده در زیر خلاصه می شود. مراکز داده دیگر شبکه های انبوه مشتق از GRACE را نیز ارائه می دهند و می توان آنها را در اینجا یافت.

در حال حاضر، ما داده های GRACE-Tellus را از جدیدترین زمینه های جاذبه GRACE ارائه می دهیم: انتشار 05 از CSR، JPL و GFZ. چندین آزمایش نشان داده است که RL05 نسبت به RL04 قبلی بهبود یافته است. هارمونیک های کروی RL05 به عنوان ورودی مراحل پس پردازش ما استفاده می شوند. ما نسخه OCEAN خود را از RL05 "RL05.DSTvDPC1401" و نسخه LAND خود را از RL05 "RL05.DSTvSCS1401" می نامیم. پردازش پست اکنون برای هارمونیک های کروی RL05 بهینه شده است. توجه داشته باشید که این شماره نسخه های متفاوتی نسبت به شماره هایی است که ما جدیدا پس از دسترسی به داده های RL05 به شبکه های تولید شده داده ایم.

لطفاً برای کار با یک سری زمانی ثابت، همه ماه ها را از این راه حل های جدید بارگیری کنید و نسخه های قبلی را کنار بگذارید.

اطلاعات و داده ها برای شبکه های OCEAN

اطلاعات و داده ها برای شبکه های LAND

نسخه های داده Mascon

یک گزینه جایگزین برای حل تغییرات جاذبه از نظر هارمونیک های کروی، استفاده از بلوک های غلظت جرم (یا "ماسک ها") به عنوان عملکرد اصلی است. مزیت اصلی استفاده از ماسک ها به عنوان یک تابع پایه این است که هر ماسک دارای یک موقعیت ژئوفیزیکی مشخص است (بر خلاف ضرایب هارمونیک کروی که به طور جداگانه هیچ اطلاعات محلی سازی خاصی ندارند). ما می توانیم با استفاده از این ویژگی مناسب، اطلاعات آپریوری (محدودیت ها) را در حین وارون سازی داده ها مشخص کنیم تا خطای همبسته را در محلول جاذبه از بین ببریم. بنابراین، بر خلاف راه حل های هارمونیک کروی غیرمحدود RL05، محلول های محدود کننده ماسک معمولاً نیازی به تخریب یا صاف شدن ندارند. رویکرد ماسک همچنین امکان تفکیک بهتر سیگنال های زمینی و اقیانوس را فراهم می کند.

اطلاعات و داده ها برای شبکه های JPL GLOBAL MASCON

درجه 2 / ترتیب 0 ضرایب (انطباق)

ضرایب هارمونیک کروی (درجه، ترتیب) (2،0) گاهی اوقات با معیارهای ماهواره اختلاف دارند. دامنه لیزر ite SLR قابل اطمینان ترند. شبکه های ارائه شده در اینجا دارای ضریب (2،0) ضریب هستند که با ضرایب SLR جایگزین می شوند. اطلاعات بیشتر.

ضرایب درجه 1 (مرکز جغرافیایی)

GRACE نمی تواند ضرایب هارمونیک کروی درجه 1 متناسب با موقعیت مرکز زمین را نسبت به یک قاب مرجع ثابت زمین بازیابی کند. برآورد این ضرایب بر اساس مطالعات اسونسن و همکاران (2008) در اینجا استفاده می شود. اطلاعات بیشتر.

تنظیم ایزوستاتیک یخبندان (معروف به بعد از یخبندان)

داده های ارائه شده در اینجا با یک مدل GIA اصلاح شده است. جزئیات در یک صفحه جداگانه شرح داده شده است. بحث GIA.

زلزله

زمین لرزه های بزرگی مانند زمین لرزه در ساحل غربی سوماترا شمالی (اندونزی) در تاریخ 24/12/2004. سوماترای شمالی در تاریخ 25/3/2005؛ سوماترا جنوبی در تاریخ 9/12/2007؛ دریایی Maule، شیلی در تاریخ 2/27/2010؛ و در نزدیکی ساحل شرقی هونشو، در کنار توهوکو، ژاپن در تاریخ 3/11/2011، باعث تغییر مکان کافی لیتوسفر زمین می شود تا تغییری در میدان جاذبه زمین ایجاد کند که GRACE اندازه گیری می کند. همه زمین لرزه های ذکر شده در بالا دارای بزرگی 8.5 یا بالاتر بودند. تفسیر تغییرات گرانشی که ایجاد می کنند به عنوان تغییر از نظر "ضخامت آب معادل" نادرست است. برخلاف مورد تنظیم یخبندان یخچالی، که ما الگوی کافی برای اصلاح "داده های GRACE" با آن داریم، در حال حاضر داده های ارائه شده در اینجا را اصلاح نکرده ایم تا سیگنال های ناشی از زمین لرزه های بزرگ را حذف کنیم. کاربران باید از علائم موجود در مجاورت این زمین لرزه ها آگاه شوند. شبکه های اقیانوس محاسبه شده توسط بازسازی سیگنال های GRACE با استفاده از EOF های یک مدل اقیانوس، بیشتر سیگنال های زمین لرزه را فیلتر کرده است. یک کاربر می تواند تقریباً سیگنال ناشی از زلزله را به دنبال رویکرد لیناگ و همکارانش حذف کند (2009). معادله 3 آنها را ببینید.

تخریب کننده و هموار کننده فضایی

یک منبع خطا، امضای گویای آن نوارهای N-S است که پس از مراحل قبلی در داده ها وجود دارد. اسونسن و وار (2006) یک ویژگی خاص از ضرایب هارمونیک کروی مرتبط با راه راه را مشاهده کردند و یک دسته از فیلترها را برای رفع مشکل طراحی کردند.

ماهواره های GRACE در بیش از 400 کیلومتر ارتفاع پرواز می کنند. میدان گرانش با ارتفاع ضعیف می شود، و طول موج کوتاه بیش از طول دیگر کاهش می یابد. در نتیجه لازم است که طول موج های کوتاه صاف شود تا مجموعه ای از توده ها در سطح زمین که باعث ایجاد میدان ثقل توسط GRACE در ارتفاع خود می شوند، بازیابی شود. برای کاهش این منبع نویز، یک نرم افزار متوسط ​​فضایی (در اینجا Gaussian) اعمال می شود.

ماه با دقت پایین تر

کاربران باید توجه داشته باشند که وقتی مدار دقیقاً تکرار می شود، شبکه های ماهانه خطاهای بیشتری دارند. چنین ماه هایی شامل ژوئیه تا دسامبر 2004 و ژانویه و فوریه 2015 است. منبع دیگر خطاهای بزرگتر کمبود داده در یک ماه خاص است.

شکاف داده ها از سال 2011

"مدیریت باتری" فعال از سال 2011 به دلیل قدیمی شدن باتری در ماهواره های GRACE آغاز شد. در طی دوره های مداری خاص طی چندین هفته متوالی، هیچ داده ای جمع آوری نشده و از این رو هیچ میدان ثقل قابل محاسبه نیست. این شکافها تقریباً هر 5-6 ماه یکبار اتفاق می افتد و به مدت 4 تا 5 هفته ادامه دارد (همچنین برای لیست کامل ماهها و قطع اطلاعات داده ها به "GRACE months" مراجعه کنید).

مدیر سایت: بهزاد سرهادی

شماره تلفن: 09190622992

شناسه تلگرام مدیر سایت: SubBasin@

نشانی ایمیل: behzadsarhadi@gmail.com

(سوالات تخصصی را در گروه تلگرام ارسال کنید)

_______________________________________________________

پروژه تخصصی در لینکدین

×

 براي پيوستن به بزرگترين گروه تلگرام علوم و مهندسي آب با امکان تبادل نظر بين اعضاء کليک کنيد

کتاب کاربرد مدل QUAL2KW

کتاب کاربرد GIS در منابع آب

کتاب محاسبه سيل طرح