Vol. 2 No. 1 (2011): Χωρικές προσεγγίσεις
Articles

Σύγχρονες δορυφορικές αποστολές μελέτης του πεδίου βαρύτητας της Γης και συμβολή στις γεωεπιστήμες

PDF
  • Γεώργιος Σ. Βέργος
Categories

Published 2025-10-23

Keywords

  • δορυφορικές αποστολές πεδίου βαρύτητας,
  • Γη,
  • παροδικές μεταβολές,
  • γεωειδές,
  • στάθμη θάλασσας

Copyright (c) 2011 Γεώργιος Σ. Βέργος

Creative Commons License

This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NoDerivatives 4.0 International License.

How to Cite

Γεώργιος Σ. Βέργος. (2025). Σύγχρονες δορυφορικές αποστολές μελέτης του πεδίου βαρύτητας της Γης και συμβολή στις γεωεπιστήμες. CHORO-grafies, 2(1), 001-011. https://doi.org/10.5281/kzjftn02

Abstract

Κατά τη διάρκεια των τελευταίων δεκαπέντε χρόνων τέθηκε σε τροχιά από την ESA και τη NASA ένας σημαντικός αριθμός δορυφόρων με αποκλειστικό σκοπό την παρατήρηση του πεδίου βαρύτητας της Γης με πρωτόγνωρη ακρίβεια και διακριτική ικανότητα. Οι αποστολές των CHAMP και GRACE βοήθησαν να παρατηρηθούν και κατανοηθούν οι παροδικές μεταβολές του πεδίου βαρύτητας της Γης με χωρική διακριτική ικανότητα ~200 km σε περιόδους 10-30 ημερών. Η πρόσφατη αποστολή του GOCE, που αποτελεί την πρώτη αποστολή δορυφορικής βαθμιδομετρίας, θα δώσει στατικά μοντέλα του πεδίου βαρύτητας της Γης και του γεωειδούς χωρικής διακριτικής ικανότητας 50 km (μισό μήκος κύματος) και ακρίβειας ±1 cm. Τα δεδομένα των δορυφόρων αυτών προσφέρουν επομένως την ευκαιρία μελέτης των παροδικών μεταβολών του πεδίου βαρύτητας της Γης σε παγκόσμια κλίμακα, οι οποίες σχετίζονται με το ισοζύγιο μάζας και τις διεργασίες που λαμβάνουν χώρα στο εσωτερικό και στην επιφάνεια του πλανήτη μας. Επομένως, μπορούν να προσφέρουν συνεχείς χρονοσειρές δεδομένων για τον κύκλο του νερού, το λιώσιμο των πάγων, τις εποχικές και ετήσιες μεταβολές της στάθμης της θάλασσας, τις απότομες αλλαγές στον φλοιό της Γης εξαιτίας σεισμών, τις επιδράσεις ωκεάνιων φαινομένων μεγάλης κλίμακας, την ωκεάνια κυκλοφορία, κ.λπ.. Η παρούσα εργασία έχει σκοπό να παρουσιάσει τις γενικές αρχές μέτρησης και τις εφαρμογές των αποστολών αυτών στην παρατήρηση του συστήματος Γη, καθώς και να αναδείξει τις δυνατότητες συνεργασίας μεταξύ των διάφορων γεωεπιστημών. 

PDF

Downloads

Download data is not yet available.

References

  1. Barzaghi, R., Maggi, A., Tselfes, N., Tsoulis, D., Tziavos, I.N., Vergos, G.S. (2007) Combination of Gravimetry, Altimetry and GOCE Data for Geoid Determination in the Mediterranean: Evaluation and Simulation. Ιn: Sideris, M.G. (ed), Observing our Changing Earth, International Association of Geodesy Symposia Vol. 133, Springer Berlin Heidelberg New York, 2009, pp. 195-202.
  2. Bruinsma, S.L., Marty, J.C., Balmino, G., Biancale, R., Foerste, C., Abrikosov, O. and Neumayer, H. (2010) GOCE Gravity Field Recovery by Means of the Direct Numerical Method. Presented at the ESA Living Planet Symposium, 27th June - 2nd July 2010, Bergen, Norway.
  3. Drinkwater, M.R., Floberghagen, R., Haagmans, R., Muzi, D., Popescu, A. (2003) GOCE: ESA's first Earth Explorer Core mission, in Beutler, G.B., Drinkwater, M.R., Rummel, R., Steiger, R. von. (eds.), Earth Gravity Field from Space - from Sensors to Earth Sciences. In the Space Sciences Series of ISSI, Kluwer Academic Publishers, Dordrecht, Netherlands, 18, pp. 419-432.
  4. European Space Agency (1999) The four Candidate Earth Explorer Core Missions, Gravity Field and Steady-State Ocean Circulation Mission. Reports for Mission Selection, ESA, SP-1233(1).
  5. European Space Agency (2011) Internet resources, http://www.esa.int/esaLP/SEMCJOSRJHG_LPgoce_1.html.
  6. Förste, Ch., Flechtner., F., Schmidt, R., König, R., Meyer, U., Stubenvoll, R., Rothacher, M., Barthelmes, F., Neumayer, H., Biancale, R., Bruinsma, S., Lemoine, J.M. & Loyer, S. (2007) Global mean gravity field models from combination of satellite mission and altimetry/gravimetry surface data, in Proc. of the 3rd international GOCE user workshop, 6-8 November 2006, Frascati, Italy.
  7. Fu, L.L. and Cazenave, A. (2001) Satellite Altimetry and Earth Sciences A Handbook of Techniques and Applications. International Geophysics Series 69, Academic Press, San Diego, California.
  8. Gruber, T. and Steigenberger, P. (2003) Impact of new gravity field missions for sea surface topography determination, in Proc. of the 3rd Meeting of the International Gravity and Geoid Commission, Gravity and Geoid 2002, ed. Tziavos, I.N., pp. 320- 325, Ziti editions, Thessaloniki, Greece.
  9. Jekeli, C. (1999) The determination of gravitational potential differences from satellite-to-satellite tracking, Celestial Mechanics and Dynamical Astronomy, 75(2), pp. 85-101.
  10. Jet Propulsion Laboratory (2011) Internet resources, http://grace.jpl.nasa.gov/data/dot/.
  11. Lemoine, F.G., Kenyon, S.C., Factor, J.K., Trimmer, R.G., Pavlis, N.K., Chinn, D.S., Cox, C.M., Klosko, S.M., Luthcke, S.B., Torrence, M.H., Wang, Y.M., Williamson, R.G., Pavlis, E.C., Rapp, R.H. & Olson T.R. (1998) The development of the joint NASA GSFC and NIMA geopotential model EGM96, NASA/TP-1998-206861, Goddard Space Flight Center, Greenbelt, Maryland.
  12. Luthcke, S.B., Zwally, H. J., Abdalati, W., Rowlands, D.D., Ray, R.D., Nerem, R.S., Lemoine, F.G., McCarthy, J.J., and Chinn D.S. (2006). Recent Greenland Ice Mass Loss by Drainage System from Satellite Gravity Observations. Science 314(5803), 1286–1289.
  13. Migliaccio, F., Reguzzoni, M., Sanso F., Tscherning C.C., Veicherts, M. (2010) GOCE data analysis: the space-wise approach and the first space-wise gravity field model. Presented at the ESA Living Planet Symposium, 27th June - 2nd July 2010, Bergen, Norway.
  14. Pail, R., Goiginger, H., Schuh, W.-D., Höck, E., Brockmann, J.M., Fecher, T., Gruber, T., Mayer-Gürr, T., Kusche, J., Jäggi, A., Rieser, D. (2010) Combined satellite gravity field model GOCO01S derived from GOCE and GRACE. Geophys. Res. Lett., 37, L20314, doi:10.1029/2010GL044906.
  15. Reigber, Ch., Bock, R., Förste, Ch., Grunwaldt, L., Jakowski, N., Lühr, H., Schwintzer, P., Tilgner, C. (1996) CHAMP Phase-B Executive Summary, GFZ, STR96/13.
  16. Reigber, Ch., Jochmann, H., Wünsch, J., Petrovic, S., Schwintzer, P., Barthelmes, F., Neumayer, K.-H., König, R., Förste, Ch., Balmino, G., Biancale, R., Lemoine, J.-M., Loyer, S., Perosanz, F. (2005a) Earth Gravity Field and Seasonal Variability from CHAMP, in Reigber, C., Luhr, H., Schwintzer, P., Wickert, J. (eds.), Earth Observation with CHAMP: Results from Three Years in Orbit, Springer–Verlag, Berlin, Heidelberg, pp. 25-30.
  17. Reigber, C., Luhr, H., Schwintzer, P., Wickert, J. (2005b) Earth Observation with CHAMP: Results from Three Years in Orbit, Springer–Verlag, Berlin, Heidelberg.
  18. Rummel, R., Müller, J., Oberndorfer, H., Sneeuw, N. (2000) Satellite Gravity Gradiometry with GOCE, in Rummel, R., Drewes, H., Bosch, W., Hornik, H. (eds.), Towards an Integrated Global Geodetic Observing System (IGGOS), International Association of Geodesy Symposia, vol. 120, Springer–Verlag, Berlin, Heidelberg, pp. 66-72.
  19. Rummel, R., Balmino, G., Johannessen, J., Visser, P., Woodworth, P. (2002) Dedicated Gravity Field Missions - Principles and Aims, Journal of Geodynamics, 33, pp. 3-20.
  20. Sansò F. & Sideris M.G. (1997) On the similarities and differences between systems theory and least-squares collocation in physical geodesy, Boll. di Geod. e Scie. Aff., 2, 174-206.
  21. Schrama, E.J.O. (1990) Gravity Field Error Analyses: Applications of GPS Receivers and Gradiometers on Low Orbiting Platforms, NASA Tech Memorandum, 100769.
  22. Tapley, B.D., Bettadpur, S., Ries, S.C., Thompson, P.F., Watkins, M.M. (2004a) GRACE Measurements of Mass Variability in the Earth System, Science 305(5683), pp. 503-505.
  23. Tapley, B.D., Bettadpur, S., Watkins, M.M., Reigber, Ch. (2004b) The Gravity Recovery and Climate Experiment: Mission Overview and Early Results, Geophysical Research Letters, 31, L09607, doi:10.1029/2004GL019920.
  24. Tapley, B.D., Chambers, D.P., Bettadpur, S., Ries, J.C. (2003) Large Scale Ocean Circulation from the GRACE GGM01 Geoid, Geophysical Research Letters, 30(22), 2163, doi:10.1029/2003GL018622.
  25. Tziavos, I.N., Vergos, G.S., Kotzev, V., Pashova, L. (2004) Mean sea level and sea surface topography studies in the Black Sea and the Aegean. International Association of Geodesy Symposia, Vol. 129, Jekeli C, Bastos L, Fernandes J (eds.), Gravity Geoid and Space Missions 2004, Springer – Verlag Berlin Heidelberg, pp. 254-259.
  26. Velicogna, I. (2009). Increasing rates of ice mass loss from the Greenland and Antarctic ice sheets revealed by GRACE. Geophys. Res. Lett., 36, L19503, doi:10.1029/2009GL040222.
  27. Vergos, G.S. (2006) Study of the Earth’s Gravity Field and Sea Surface Topography in Greece by combining surface data and data from the new satellite missions of CHAMP and GRACE, Ph.D. Thesis, Department of Geodesy and Surveying, Aristotle University of Thessaloniki, Greece, January 2006.
  28. Vergos, G.S., Tziavos, I.N. (2007) Determination of the quasistationary sea surface topography from a common adjustment of a geodetic and an oceanographic model. In: Forsberg R, Kiliçoğlu A (eds) 1st International Symposium of the International Gravity Field Service, Gravity Field of the Earth, General Command of Mapping, Special Issue 18, pp. 235-241.
  29. Vergos, G.S., Tziavos, I.N. and Sideris, M.G. (2006) On the validation of CHAMP- and GRACE-type EGMs and the construction of a combined model. Geodesy and Cartography 55(3), pp. 115-131.
  30. Vergos, G.S., Tziavos, I.N. and Sideris, M.G. (2010) On the determination of sea level changes by combining altimetric, tide gauge, satellite gravity and atmospheric observations. Presented at the 2009 Scientific Assembly of the IAG, Geodesy for Planet Earth, August 31 – September 4, Buenos Aires, Argentina (accepted for publication to the conference proceedings).