NASA вдвое уменьшило оценку сезонного смещения центра масс Земли
Центр масс Земли сезонно смещается из-за перераспределения воды, льда и воздуха между полушариями. Геофизики используют это движение для изучения процессов на планете и поддержания точности глобальных систем координат, спутниковой навигации и геодезических измерений.
Учёные Лаборатории реактивного движения NASA (JPL) разработали метод, который позволяет отслеживать такие перемещения точнее, чем существующие подходы.
Проблема прежних оценок связана с тем, что центр сети наземных геодезических станций принимался за приближение к геометрическому центру Земли. Но атмосфера, океаны, снег и вода на суше деформируют твёрдую оболочку планеты, из-за чего этот центр тоже смещается. Дополнительную погрешность создаёт неравномерное расположение станций спутниковой лазерной дальнометрии: половина таких станций находится в Европе и Северной Америке, поэтому их положение плохо соответствует глобальному распределению массы. Две предыдущие глобальные оценки, опубликованные в 2017 и 2023 годах, различались примерно на 7 мм — величину, сопоставимую с самим сезонным смещением.
Команда объединила GPS-наблюдения с орбитальными данными нескольких низкоорбитальных спутников и одновременно учла деформации земной коры под действием воды и льда. Такой подход позволяет отделить собственно движение центра масс от перемещений наземных станций. По новой оценке, ежегодное перемещение центра масс Земли составляет почти половину от величины, которую предполагали 8 лет назад. Это означает, что масса воды и воздуха, перераспределяющаяся между полушариями, вероятно, меньше, чем считалось прежде.
Методика также позволяет связать измеренное движение с конкретными сезонными процессами. В марте накопление снега в Северной Америке и Евразии смещает центр почти на 3 мм к Северному полюсу. В апреле около 2400 гигатонн дождевой воды накапливается в бассейне Амазонки, смещая его примерно на 2,2 мм в сторону Южной Америки. В ноябре сезонный максимум муссонов в Юго-Восточной Азии добавляет к перераспределению около 600 гигатонн воды. Свой вклад вносят и атмосферные массы: в окрестностях 21 декабря плотный зимний воздух меняет баланс над Аравией, Азией и северной Африкой, а 21 июня аналогичный эффект возникает над Южной Америкой и Южной Африкой.
Полученные результаты дополнительно сопоставили с данными GRACE-FO, чьи два спутника измеряют изменения гравитационного поля Земли, связанные с перемещением воды. Так сезонные изменения, происходящие в масштабах континентов и атмосферы, удаётся увидеть как движение единой опорной точки планеты — с точностью до миллиметров.
© iXBT
