사람들은 지구상의 중력을 균일하고 일관된 것으로 생각하는 경향이 있습니다. 일년 중 언제 어디서나 지구상의 어느 곳에 서 있으면 단일 G가 아래로 당기는 것과 같은 느낌을 받을 수 있습니다. 그러나 실제로 지구의 중력장은 시간이 지남에 따라 발생하는 변화의 영향을 받습니다. 이는 해양, 대륙 및 깊은 내부의 불균등한 질량 분포와 같은 요인과 대륙의 물 균형, 빙하의 녹거나 성장과 같은 기후 관련 변수의 조합 때문입니다.
그리고 이제 사상 처음으로 이러한 변형이 '포츠담 중력 감자'로 알려진 이미지에 포착되었습니다. 이는 포츠담에 있는 독일 지구 물리학 연구 센터(GFZ) 헬름홀츠 센터에서 생성한 지구의 중력장 모델을 시각화한 것입니다. , 독일.
그리고 위의 이미지에서 알 수 있듯이 감자와 매우 흡사합니다. 그러나 더 놀라운 것은 이러한 모델을 통해 지구의 중력장이 단단한 물체가 아니라 시간이 지남에 따라 변하는 역동적인 표면으로 묘사된다는 점입니다. 이 새로운 중력장 모델(EIGEN-6C로 지정)이 만들어졌습니다. LAGEOS, GRACE 및 GOCE 위성에서 얻은 측정값과 지상 기반 중력 측정값 및 위성 고도계 데이터를 사용합니다.
CHAMP와 GRACE 위성의 데이터와 지표면 데이터를 기반으로 한 2005년 모델은 최신 모델보다 덜 정제되었습니다. 크레딧: GFZ
2005년에 얻은 이전 모델(위에 표시됨)과 비교하여 EIGEN-6C는 공간 해상도가 4배 증가했습니다.
Frank Flechtner 박사와 함께 GFZ에서 중력장 작업 그룹을 지휘하는 Dr. Christoph Foerste는 '특히 중요한 것은 위성 GOCE의 측정값을 포함하는 것입니다. 여기에서 GFZ는 자체 중력장 계산을 수행했습니다.'라고 말합니다.
ESA 임무인 GOCE(중력장 및 정상 상태 해양 순환 탐색기)는 2009년 3월 중순에 시작되었으며 그 이후로 위성 경사계를 사용하여 지구의 중력장을 측정하고 있습니다.
Flechtner 박사는 '이는 예를 들어 중앙 아프리카와 히말라야와 같이 접근할 수 없는 지역에서 전례 없는 정확도로 중력을 측정할 수 있게 해줍니다.'라고 말했습니다. 또한 GOCE 위성은 바다를 측정할 때 이점을 제공합니다.
바다 밑에 있는 많은 열린 공간 내에서 지구의 중력장은 변화를 보여줍니다. GOCE는 해양 표면의 평형에 영향을 미치는 지구의 중력의 결과인 해양 표면의 편차('동적 해양 지형'으로 알려진 요인)뿐만 아니라 이를 더 잘 매핑할 수 있습니다.
CHAMP 데이터에서 계산된 지구의 중력장(수직으로 강화됨)을 사용하는 쌍둥이 위성 GRACE. 크레딧: GFZ
GFZ의 쌍둥이 위성 임무인 GRACE(중력 회복 및 기후 실험)의 장기 측정 데이터도 모델에 포함되었습니다. 극지방의 큰 빙하가 녹고 큰 하천 시스템에 저장된 계절별 물의 양과 같은 기후 기반 변수를 모니터링함으로써 GRACE는 중력장에 대한 대규모 시간 변화의 영향을 결정할 수 있었습니다.
기후 변화가 수행하는 역할은 말할 것도 없고 기후 관련 과정의 시간적 특성을 감안할 때, 기후 변화가 장기적으로 지구에 어떤 영향을 미치는지 확인하려면 지속적인 임무가 필요합니다. 특히 GRACE 미션이 2015년에 종료될 예정이기 때문에 더욱 그렇습니다.
전체적으로, 지구 중력장을 나타내는 75,000개 이상의 매개변수로 구성된 최종 모델의 계산에 약 8억 개의 관측이 사용되었습니다. GOCE 위성은 지구 중력장의 변화에 대한 데이터를 수집하기 위해 서비스 기간(2009년 3월에서 2013년 11월 사이) 동안 27,000번의 궤도를 돌았습니다.
최종 결과는 센티미터 정확도를 달성했으며 해수면 및 높이에 대한 글로벌 참조 역할을 할 수 있습니다. '중력 커뮤니티'를 넘어 이 연구는 항공 우주 공학, 대기 과학 및 우주 쓰레기 연구자들의 관심을 불러일으켰습니다.
그러나 무엇보다도 그것은 과학자들에게 빛, 자기 및 지진파에 기반한 접근 방식과는 다르지만 여전히 보완적인 세상을 이미징하는 방법을 제공합니다. 그리고 우주에서 해류의 속도를 결정하고, 해수면 상승과 빙상이 녹는 것을 모니터링하고, 대륙 지질학의 숨겨진 특징을 밝히고, 대류를 구동하는 판 구조론을 엿보기까지 모든 것에 사용할 수 있습니다.
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