Afbeelding tegoed: NASA
De missie Gravity Recovery and Climate Experiment (Grace) heeft de meest nauwkeurige kaart van het zwaartekrachtveld van de aarde gemaakt. Ze ontdekten dat het zwaartekrachtveld over de hele wereld wel 200 meter kan schommelen. Deze zwaartekrachtkaart zal toekomstige waterniveaumetingen een betere nauwkeurigheid geven en wetenschappers helpen de langzame herverdeling van massa op de planeet beter te begrijpen.
De gezamenlijke NASA-German Aerospace Center Gravity Recovery and Climate Experiment (Grace) -missie heeft haar eerste wetenschappelijke product uitgebracht, de meest nauwkeurige kaart tot nu toe van het zwaartekrachtveld van de aarde. Grace is het nieuwste hulpmiddel voor wetenschappers die de geheimen van de oceaancirculatie en de effecten ervan op het klimaat willen ontrafelen.
Dit voorlopige model, gemaakt op basis van 111 dagen geselecteerde Grace-gegevens, om de instrumenten van de missie te helpen kalibreren en valideren, verbetert de kennis van het zwaartekrachtsveld zo erg dat het nu wordt vrijgegeven aan oceanografen, maanden voor de geplande start van routine Grace-wetenschappelijke operaties. De gegevens zullen naar verwachting ons vermogen om de oceaancirculatie te begrijpen aanzienlijk verbeteren, wat een sterke invloed heeft op weer en klimaat.
Dr. Byron Tapley, Grace hoofdonderzoeker bij het UT Centre for Space Research, noemde het nieuwe model een feest voor oceanografen. 'Dit eerste model vertegenwoordigt een grote vooruitgang in onze kennis van het zwaartekrachtveld van de aarde. “Pre-Grace-modellen bevatten zulke grote fouten dat veel belangrijke functies verborgen waren. Grace brengt de ware toestand van de oceanen veel scherper in beeld, zodat we oceaanfenomenen beter kunnen zien die een sterke invloed hebben op weerspatronen in de atmosfeer, de visserij en de wereldwijde klimaatverandering. ”
Grace bereikt dat doel door een preciezere definitie te geven van de geoïde van de aarde, een denkbeeldig oppervlak dat alleen wordt bepaald door het zwaartekrachtveld van de aarde, waarop de oceaanoppervlakken van de aarde zouden liggen als ze niet worden gestoord door andere krachten zoals oceaanstromingen, winden en getijden. De hoogte van de geoïde varieert over de hele wereld tot 200 meter (650 voet).
"Ik beschouw de geoïde graag als het wetenschappelijke equivalent van het niveau van een timmerman, het vertelt ons waar horizontaal is," zei Tapley. 'Grace zal ons de geoïde met precisie op centimeter niveau vertellen.'
Dus waarom is het zo belangrijk om de hoogte van de geoïde te kennen? Dr. Lee-Lueng Fu van JPL, wetenschapper aan het Topex / Poseidon en Jason-project, zei: "Het oppervlak van de oceaan, hoewel het er plat uitziet, is eigenlijk bedekt met heuvels en valleien veroorzaakt door stromingen, winden en getijden, en ook door variaties in het zwaartekrachtveld van de aarde . “Wetenschappers willen deze zwaartekrachteffecten onderscheiden, zodat ze de nauwkeurigheid van satelliethoogtemeters zoals Jason en Topex / Poseidon kunnen verbeteren, die de hoogte van het zeeoppervlak, de warmteopslag in de oceanen en de wereldwijde oceaancirculatie meten. Dit zal ons een beter begrip geven van de oceaancirculatie en hoe dit het klimaat beïnvloedt. ”
Dr. Michael Watkins, Grace-projectwetenschapper bij JPL, bracht verbeteringen in het zwaartekrachtmodel van de aarde in perspectief. 'Wetenschappers hebben de zwaartekracht van de aarde al meer dan 30 jaar bestudeerd met behulp van zowel satelliet- als grondmetingen van ongelijkmatige kwaliteit. "Met slechts een paar maanden van onze wereldwijd uniforme Grace-kwaliteitsgegevens hebben we de nauwkeurigheid van het aardse zwaartekrachtmodel al met een factor tussen 10 en bijna 100 verbeterd, afhankelijk van de grootte van de zwaartekrachtfunctie. Op sommige locaties waren de fouten in de hoogte van de geoïde op basis van eerdere gegevens maar liefst 1 meter (3,3 voet). Nu kunnen we deze fouten in sommige gevallen terugbrengen tot een centimeter (0,4 inch). Dat is vooruitgang. "
Dr. Christoph Reigber, Grace co-hoofdonderzoeker bij GeoForschungsZentrum Potsdam, zei: "Terwijl we doorgaan met het evalueren en verfijnen van Grace's instrumenten en subsystemen, zijn we ervan overtuigd dat toekomstige maandelijkse zwaartekrachtoplossingen nog beter zullen zijn dan de kaart die we nu vrijgeven. “Die oplossingen stellen ons in staat om processen te onderzoeken die verband houden met langzame herverdeling van massa binnen de aarde en op het land, de oceaan en ijsoppervlakken. Onze eerste pogingen om zulke kleine zwaartekrachtsignalen met Grace te identificeren, zien er veelbelovend uit. ”
Grace voelt kleine variaties in de zwaartekracht van lokale veranderingen in de massa van de aarde door nauwkeurig te meten, tot een tiende van de breedte van een mensenhaar, veranderingen in de scheiding van twee identieke ruimtevaartuigen die dezelfde baan volgen op een afstand van ongeveer 220 kilometer (137 mijl). Grace brengt de variaties van maand tot maand in kaart, als gevolg van veranderingen die zijn opgelegd door de seizoenen, weerpatronen en klimaatverandering op korte termijn.
Oorspronkelijke bron: University of Texas News Release
