Ежегодное таяние снега, перемещение океанских вод и циркуляция атмосферы заставляют центр масс Земли постоянно дрейфовать. Международные оценки 2017 и 2023 годов расходились на 7 миллиметров, что сопоставимо с величиной самого смещения. Для устранения неопределенности ученые создали метод, объединивший лазерную дальнометрию, данные GPS и учет деформации земной коры под тяжестью льда и воды. Работа опубликована в журнале Geophysical Journal International.
Центр масс Земли колеблется в зависимости от сезона из-за перемещения воды и воздуха
Сезонные перемещения воды, льда и воздуха вызывают смещение центра масс Земли относительно ее геометрического центра. Лаборатория реактивного движения NASA предложила высокоточную методику, сократившую погрешность прошлых измерений. Новые данные о блужданиях центра планетарной массы критически важны для работы спутниковой навигации, картографии и мониторинга уровня мирового океана.
Перемещение воды между сушей и океанами приводит к смещению центра масс Земли относительно ее геометрического центра. NASA
Как спутники-шары измеряют Землю. Для отслеживания центра масс Земли с 1970-х годов используются уникальные спутники LAGEOS-1 и LAGEOS-2. Они представляют собой плотные 408-килограммовые металлические сферы, покрытые сотнями световозвращающих призм. Наземные станции из более чем 20 стран посылают к ним лазерные лучи, вычисляя орбиту с точностью до миллиметров. У спутников нет двигателей или электроники, что делает их идеальными пассивными мишенями.
В рамках проекта NASA по космической геодезии в настоящее время используются различные космические и наземные методы для отслеживания перемещений центра масс Земли (также называемого геоцентром) в вертикальном и горизонтальном направлениях. Кадр анимации.
Анализ показал, что реальный амплитудный размах сезонного смещения оказался примерно вдвое меньше, чем считалось 8 лет назад. Главным фактором весеннего сдвига выступает накопление снега в Северной Америке и Евразии, смещающее центр масс к Северному полюсу на три миллиметра в марте. Месяц спустя дожди в бассейне Амазонки сдвигают его на 2,2 миллиметра в сторону Южной Америки, а муссоны в Юго-Восточной Азии добавляют смещение в ноябре.
Продолжение ниже
Видео
Продолжение
Океаны, атмосфера и практическая польза
Изменения гравитации, изученные с помощью спутника GRACE, были использованы для определения запасов подземных вод на суше. Сравнивая последние данные со средними показателями за длительный период, ученые могут составить карту аномалий, чтобы увидеть, где запасы подземных вод сократились, а где — увеличились. Области коричневого цвета обозначают районы, где уровень подземных вод снизился, а синие — те, где он повысился. Обратите внимание на значительное сокращение запасов подземных вод в европейской части России. Карта на 2017 год.
С августа по октябрь центр масс смещается в сторону Тихого океана, поднимающегося от талых вод и осадков, причем масштаб тихоокеанского бассейна перекрывает процессы в других акваториях. Атмосферные факторы проявляются во время зимнего похолодания: плотный холодный воздух утяжеляет регионы над Аравией, Азией и Северной Африкой около 21 декабря, а над Южной Америкой и Южной Африкой — около 21 июня — во время зимнего и летнего солнцестояния.
Полученные расчеты полностью совпали со сведениями спутниковой миссии GRACE-FO, фиксирующей гравитационные аномалии планеты. Соавтор исследования Феликс Ландерер отметил: «Хотя эти движения могут показаться крошечными, наш современный мир полагается на чрезвычайно точные измерения позиционирования. Понимая механизмы, меняющие опорные системы, мы можем создавать более совершенные навигационные комплексы — и для глобальной морской логистики и для точного земледелия».
Загружаем