Wyniki wyszukiwania - BazTech

Ograniczanie wyników

Znaleziono wyników: 2

Liczba wyników na stronie

Wyniki wyszukiwania

Sortuj według:

Ogranicz wyniki do:

Badanie gradientu pionowego przyspieszenia siły ciężkości na terenie WAT

Weis Marek, Leńczuk Artur, Mikocki Jan, Bogusz Janusz

Biuletyn Wojskowej Akademii Technicznej

2023

Vol. 72, nr 2

15--37

Na każdy obiekt znajdujący się na kuli ziemskiej poza siłą grawitacyjną działa siła związana z ruchem obrotowym Ziemi, tj. siła odśrodkowa, razem definiują siłę ciężkości. Ze względu na różne czynniki, zarówno zewnętrzne (oddziaływanie innych ciał niebieskich), jak i wewnętrzne (niejednorodna budowa wewnętrzna Ziemi) przyspieszenie siły ciężkości zależy od miejsca i czasu obserwacji. Badanie zmian wartości tej siły umożliwiają niezwykle czułe urządzenia pomiarowe zwane grawimetrami. analiza i interpretacja wyników tych pomiarów to domena działu geodezji fizycznej zwanego grawimetrią geodezyjną. Ma ona szerokie zastosowanie w geodezji do badania przebiegu geoidy oraz realizacji osnów grawimetrycznych czy w geofizyce poszukiwawczej do wykrywania m.in. złóż minerałów, podziemnych cieków wodnych czy jaskiń. Jednak w celu uzyskania wiarygodnych wyników konieczny jest nie tylko precyzyjny pomiar wartości przyspieszenia siły ciężkości, lecz także odpowiednia jego redukcja. Jest to możliwe przez wyznaczenie m.in. gradientu pionowego przyspieszenia siły ciężkości, który wykorzystywany jest do zredukowania pomierzonych wartości przyspieszenia na dowolny poziom odniesienia. W badaniach skupiono się na analizie zmiany wartości gradientu pionowego na terenie zamkniętym Wojskowej Akademii Technicznej (WAT). Do pomiarów wybrano 33 punkty istniejącej sieci wysokościowej i sieci poziomej WAT. Obserwacje przeprowadzono, wykorzystując grawimetr sprężynowy firmy ZLS typu Burris model B-67 na kilku wysokościach w zakresie od 0,1 do 1,3 m przy użyciu specjalnie skonstruowanego statywu. Pokazano, że wartości gradientu pionowego wahają się na wybranym obszarze od -0,2534 do -0,3917 mGal/m. Otrzymane wyniki pokazują spójność z rozkładem przestrzennym zmian wysokości terenu, gęstości skorupy ziemskiej oraz rodzaju utworów geologicznych występujących pod powierzchnią terenu. W badaniach pokazano również istotność wykorzystania rzeczywistych wartości gradientów do analizy odstępu geoidy od quasi-geoidy. Wykazano, że przyjęcie rzeczywistych wartości gradientu zamiast ich wartości średniej powoduje odchyłki w modelowaniu przebiegu obu geodezyjnych powierzchni odniesienia nawet do 2 mm na badanym terenie.

Any object on the globe, in addition to the gravitational force, is affected by the force associated with the rotation of the earth, i.e., the centrifugal force, which together define the force of gravity. Due to various factors, both external (the influence of other celestial bodies) and internal (the inhomogeneous internal structure of the earth), the gravity depends on the location and time of observation. The study on gravity is made possible by using extremely sensitive measuring devices called gravimeters, which are a branch of physical geodesy called geodetic gravimetry. Geodetic gravimetry is widely used in geodesy to study the shape of the geoid and the realisation of gravimetric control networks or in geophysics to detect mineral deposits, underground watercourses or caves. However, in order to obtain reliable results, it is necessary not only to measure the gravity accurately, but also to reduce these measurements adequately. This is possible by determining, among other things, the vertical gravity gradients (VGG), which are used to reduce the measured gravity values to any reference level. In our research, we focused on analysing the change in the value of VGGs in the closed area of the Military University of Technology (MUT). We used 33 points of the existing vertical and horizontal networks of the MUT for measurements. We performed the observations using ZLS Burris model B-67 spring gravimeter at several heights in the range of 0.1 m to 1.3 m using a specially constructed tripod. We showed that the values of the vertical gradients vary over the selected area from -0.2534 mGal/m to -0.3917 mGal/m. The obtained results show consistency with the spatial distribution of changes of the topography of the terrain, the density of the earth’s crust, and the type of geological formations present beneath the surface. In the study, we also showed the relevance of using the actual (measured) values of gradients to analyse geoid-to-quasigeoid separation. We have shown that taking the actual gradient values instead of their average (or modelled) values results in deviations in modelling the separation of both geodetic reference surfaces of up to 2 mm in the study area.

Badanie wielkoskalowych zmian hydrosfery lądowej w kontekście najnowszych satelitarnych misji grawimetrycznych

Mikocki Jan, Leńczuk Artur, Bogusz Janusz

Biuletyn Wojskowej Akademii Technicznej

2021

Vol. 70, nr 4

147--159

Analiza zmian pola ciężkości Ziemi należy do głównych zadań geodezji fizycznej, a znajomość wybranych charakterystyk tego pola stanowi m.in. podstawowy element wyznaczenia kształtu Ziemi i uwiarygodnienia wiedzy na temat redystrybucji jej masy. Od 2002 roku do tego celu wydatnie przyczynia się satelitarna misja grawimetryczna GRACE (ang. Gravity Recovery and Climate Experiment) oraz jej misja kontynuacyjna GRACE-FO (ang. GRACE Follow-On). Wyniki opracowanych obserwacji uzyskanych z misji GRACE/GRACE-FO prezentowane są m.in. w postaci maskonów, które dostarczane są przez trzy centra przetwarzania: 1) CSR (Center for Space Research, Austin, Stany Zjednoczone), 2) JPL (Jet Propulsion Laboratory, Pasadena, Stany Zjednoczone) oraz 3) GSFC (Goddard Space Flight Center, Maryland, Stany Zjednoczone). W pracy wykorzystano dane udostępniane przez centrum przetwarzania GSFC w postaci globalnego rozkładu zmian całkowitej zawartości wody w kontynentach (ang. Total Water Storage, TWS), wyrażonego w postaci wysokości słupa wody (ang. Equivalent Water Height, EWH). W badaniach skupiono się na zidentyfikowaniu obszarów o wyraźnych zmianach TWS. Fluktuacje TWS przeanalizowano pod kątem zmian krótkookresowych, tj. amplitudy oscylacji rocznej (najbardziej wyraźnej oscylacji w hydrosferze), oraz zmian długookresowych, tj. trendu (kluczowego parametru dla badań klimatycznych), wyznaczonych z wykorzystaniem metody najmniejszych kwadratów. W rezultacie wyselekcjonowano piętnaście obszarów charakteryzujących się ekstremalnymi zmianami, tj. jedenaście obszarów dla parametru amplitudy oscylacji rocznej i cztery obszary dla trendu. Otrzymano zmiany sezonowe większe niż 140 mm na obszarach w obrębie równika (głównie dorzecza rzek - Amazonka, Niger, Ganges, Brahmaputra) oraz obszarach pokrytych ogromnymi masami lodowymi (Alaska, Grenlandia). Największe tempo zmian zasobów wodnych na poziomie ±70 mm/rok obserwowane jest w okolicach Antarktydy Zachodniej, Patagonii czy Morza Kaspijskiego. Wyniki podkreślają również zauważalny wpływ człowieka na zmiany wód kontynentalnych (np. region Meksyku oraz dorzecza rzek Indus, Ganges).

The analysis of Earth’s gravity field changes is the one of essential task of physical geodesy. So the knowledge about selected characteristics of gravity field is the basic element of the Earth shape determining process and help to find information about mass redistribution in the Earth system. Since 2002, the gravity field changes have been successfully observed by the Gravity Recovery and Climate Experiment (GRACE) satellite gravity mission and its continued GRACE-FO (GRACE Follow-On) mission. The results obtained from GRACE/GRACE-FO observations are presented, among other, in form of mascons and they are provid-ed by three processing centers: (1) Center for Space Research (CSR; Austin, United States), (2) Jet Propulsion Laboratory (JPL; Pasadena, United States), and (3) Goddard Space Flight Center (GSFC; Maryland, United States). In the following study, we used data provided by GSFC in form of the global distribution of Total Water Storage (TWS), which are expressed in terms of Equivalent Water Height (EWH). In our study, we focused on identifying areas with significant changes in TWS. We analysed TWS fluctuations in seasonal short-term changes, i.e., amplitude of annual oscillation (the most pronounced oscillation in the land hydro-sphere) and long-term changes, i.e., trend (a key parameter for climate studies) determined using the Least Squares Method. As a result, we selected 15 areas characterised by extreme TWS changes, i.e., 11 areas for annual amplitude and 4 areas for trend parameter. We obtained seasonal changes greater than 140 mm in areas within the equator (mainly Amazon, Niger, Ganges, Brahmaputra river basin regions) and areas covered by huge ice masses (Alaska, Greenland). The greatest rate of change in water storage at ±70 is observed around West Antarctica, Patagonia or the Caspian Sea. The results also emphasize the significant human impact in continental water masses (e.g. Mexico, Indus and Ganges river basins).