ماهواره گریس

در سال ۲۰۰۲ اولین ماهواره برای پایش تغییرات پتانسل جاذبه زمین (ژئوپتانسیل) در مدار زمین قرار گرفت، اسم این ماهواره را gravity recovery and climate experiment یا به اختصار GRACE گذاشتند.

ماهواره گریس میتواند کاربر های زیادی داشته باشد برای مثال: مدل جهانی ژئوپتانسیل، مطالعه اتمسفر زمین و… بود. اما آنچه که برای ما مهم است برآورد میزان تغییرات آب‌های زیر زمینی با گریس از روی تغییر در ژئوپتانسیل در زمین است.

آب‌های زیرزمینی

آب‌های زیر زمینی تقریبا ۴ درصد از کل آب های سطح زمین را شامل میشود. این آب های جزء آب های شیرین سطح زمین میشود. در سال‌های اخیر متاسفانه به دلی مصرف بی رویه، سوء مدیریت و تغییرات کاربری اراضی شاهد افت شدید این آبها در سراسر دنیا بوده ایم. برای دسترسی به این اطلاعات باید به داده های چاه ها دسترسی داشت، که هم هزینه بردار است هم تعداد این چاه ها کم است.

GRACE و GRACE-FO

نقشه های ناهنجاری های گرانشی ماهانه ایجاد شده توسط GRACE حداکثر 1000 برابر دقیق تر از نقشه های قبلی است، به طور قابل توجهی دقت بسیاری از تکنیک های مورد استفاده توسط اقیانوس شناسان، هیدرولوژیست ها، یخچال شناسان، زمین شناسان و سایر دانشمندان را برای بررسی پدیده هایی که بر آب و هوا تأثیر می گذارد، بهبود می بخشد.

از نازک شدن ورق های یخ گرفته تا جریان آب از طریق سفره های آب و جریان های کند ماگما در داخل زمین، اندازه گیری های جمعی که توسط GRACE ارائه می شود به دانشمندان کمک می کند تا این روند طبیعی مهم را بهتر درک کنند.

اقیانوس شناسی، هیدرولوژی و ورق های یخ

GRACE عمدتا تغییرات در توزیع آب در سراسر سیاره را تشخیص می دهد. دانشمندان از داده های GRACE برای برآورد فشار پایین اقیانوس (وزن ترکیبی از آب و جو اقیانوس) استفاده می کنند، که برای هواشناسان به همان اندازه فشار اتمسفر از نظر هواشناسی نیز مهم است. به عنوان مثال، اندازه گیری شیب فشار اقیانوس به دانشمندان این امکان را می دهد تا تغییرات ماهانه در جریان های عمیق اقیانوس را تخمین بزنند. وضوح محدود GRACE در این تحقیق قابل قبول است زیرا جریان های بزرگ اقیانوس نیز توسط یک شبکه شناور اقیانوس قابل تخمین و تأیید است. دانشمندان همچنین روش های بهتری را برای استفاده از داده های GRACE برای توصیف میدان گرانش زمین ارائه داده اند. داده های GRACE برای کمک به تعیین علت افزایش سطح دریا بسیار مهم است، خواه نتیجه افزایش جرم به اقیانوس باشد - مثلاً از ذوب یخچالهای طبیعی - یا از نظر گسترش حرارتی آب گرم یا تغییر در شوری. زمینه گرانش استاتیک با وضوح بالا که از داده های GRACE تخمین زده شده است، به درک گردش جهانی اقیانوس کمک کرده است. تپه ها و دره های موجود در سطح اقیانوس (توپوگرافی سطح اقیانوس) به دلیل جریان و تغییر در زمینه گرانش زمین است. GRACE جداسازی آن دو اثر را برای اندازه گیری بهتر جریان های اقیانوس و تأثیر آنها بر آب و هوا امکان پذیر می کند.

داده های GRACE رکورد تلفات گسترده ای را در ورق های یخی گرینلند و قطب جنوب به دست آورده اند. مشخص شده است که گرینلند بین سالهای 2003 تا 2013 در هر سال 280 ± 58 گرم یخ در سال از دست می دهد، در حالی که قطب جنوب 67 ± 44 گرم وزن در سال در همان دوره از دست داده است. اینها معادل 0.9 میلی متر در سال از سطح دریا است. داده های GRACE همچنین بینش در مورد هیدرولوژی منطقه ای را که غیرقابل دستیابی به سایر اشکال سنجش از دور است، فراهم کرده است: به عنوان مثال، کاهش آب های زیرزمینی در هند و کالیفرنیا. هیدرولوژی سالانه حوضه آمازون سیگنال مخصوصاً نیرومندی را هنگام مشاهده توسط GRACE فراهم می کند.

یک دانشگاه کالیفرنیا، به رهبری ایروین، که در تاریخ 16 ژوئن 2015 در تحقیقات منابع آب منتشر شده است، از داده های GRACE در فاصله سال های 2003 تا 2013 استفاده کرده است تا نتیجه بگیرند که 21 مورد از 37 بزرگترین سفره های آب دنیا "از مرزهای پایداری فراتر رفته و در حال تخلیه هستند" و سیزده مورد از آنها "بشدت در تنش تلقی می شوند" پر فشار ترین سیستم آبخوان عربی است که بیش از 60 میلیون نفر از آنها به آب وابسته هستند.

ژئوفیزیک

GRACE همچنین به دلیل فرآیندهای ژئوفیزیکی تغییرات در زمینه گرانش را تشخیص می دهد. تنظیم ایزوستاتیک یخبندان - افزایش آهسته توده های زمین که از آخرین عصر یخبندان در اثر وزن یخ های یخ زده شده فشار می آیند - مهم ترین این سیگنال ها است. سیگنال های GIA به عنوان روند سکولار در اندازه گیری های میدان گرانش ظاهر می شوند و باید برآورد شوند تا تغییرات آب و یخ در یک منطقه را با دقت تخمین بزنند. GRACE همچنین به تغییرات دائمی در زمینه گرانش ناشی از زمین لرزه حساس است. به عنوان مثال، از داده های GRACE برای تجزیه و تحلیل تغییرات پوسته زمین ناشی از زمین لرزه ای که سونامی اقیانوس هند در سال 2004 ایجاد کرده است استفاده شده است.

در سال 2006، تیمی از محققان به رهبری رالف فون فرس و لارامی پوتز از داده های GRACE برای کشف دهانه 480 کیلومتری ویلکز لند در قطب جنوب، که احتمالاً حدود 250 میلیون سال پیش شکل گرفته بودن ، استفاده کردند.

محصولات داده

مشاهدات فرآیند CSR ،GFZ و JPL و داده های فرعی که از GRACE بارگیری شده اند تا مدل های ژئوپتانتیلی ماهانه زمین را تولید کنند. این مدل ها به عنوان ضرایب هارمونیک کروی با حداکثر درجه 60 توزیع می شوند. محصولات 90 درجه نیز موجود است. این محصولات تاخیر معمولی 1 تا 2 ماه دارند. این ضرایب ژئوپتانسیلی ممکن است برای محاسبه قد ژئوئید، ناهنجاری های گرانشی و تغییر در توزیع توده در سطح زمین مورد استفاده قرار گیرد. محصولات مشبک برآورد تغییرات جرم در واحدهای دارای ضخامت معادل آب مایع در وب سایت GRPL Tellus JPL موجود است.

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)

_______________________________________________________

×

 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