劉文浩

(中國科學院蘭州文獻情報中心， 蘭州730000)

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最新重力梯度網(wǎng)格助力地球內(nèi)部結(jié)構(gòu)準確監(jiān)測*

劉文浩※

(中國科學院蘭州文獻情報中心， 蘭州730000)

地球上的重力各處分布并不均勻， 可人眼并不能看見， 但GOCE(地球重力場和海洋環(huán)流探測衛(wèi)星)卻能夠敏感的捕捉并反映這些差異。 德國慕尼黑大學(Technical University of Munich)研究人員通過對該衛(wèi)星2009～2013年之間的數(shù)據(jù)進行分析表明， 通過這些數(shù)據(jù)可以精確反映地球深部結(jié)構(gòu)， 并繪制了北大西洋首張地球重力場圖。 2016年3月14日， Scientific report刊文《基于衛(wèi)星的地球物理重力梯度網(wǎng)格》(Satellite gravity gradient grids for geophysics)， 報道了這一研究成果。

研究人員經(jīng)過對GOCE衛(wèi)星數(shù)據(jù)進行為期2年的解譯， 發(fā)現(xiàn)由于衛(wèi)星高度和方向的波動使得數(shù)據(jù)很難完整解釋。 基于GPS數(shù)據(jù)可以準確確定衛(wèi)星的數(shù)據(jù)， 但是， 在評估這種變動時必須關(guān)聯(lián)衛(wèi)星的位置坐標數(shù)據(jù)。 因此， 研究人員開發(fā)了新的算法， 可以完成新的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換， 使得衛(wèi)星數(shù)據(jù)的使用方式變得十分簡單且沒有其他額外的調(diào)整。 研究人員認為， 衛(wèi)星的測量值和衛(wèi)星的實際軌道沒有聯(lián)系， 相反， 它們是被轉(zhuǎn)換成了兩個參考橢球體。 這些橢球體環(huán)繞在地球上部225 km和255 km的高度， 具有固定的高度， 且它們的地理位置已經(jīng)被定義。 通過這種方式， 可以實現(xiàn)地球信息的三維可見， 如果將這些信息與地球物理模型相結(jié)合， 將會得到地球的三維圖像。 研究人員強調(diào)， 以前的模型主要是基于地震波的地震測量， 例如， 利用地震波推斷出地殼和地幔的界限。 這些新的數(shù)據(jù)將很好地檢查和完善早先的推斷， 并為后期預測打下良好基礎(chǔ)。 該研究利用模型分析了北大西洋的地殼， 并將在未來完成對整個地殼結(jié)構(gòu)的探索。

研究人員預測， 以后重力場梯度網(wǎng)格數(shù)據(jù)將可用于監(jiān)測極地冰蓋的融化過程， 這是地震學方法完成不了的。 此外， 還將有助于巖石圈動態(tài)演化、 冰川均衡調(diào)整以及冰蓋下基巖的變化等信息的直觀反映。

文獻來源： Bouman J， Ebbing J， Fuchs M， et al. Satellite gravity gradient grids for geophysics. Scientific Reports 6. doi:10.1038/srep21050. http:∥www.nature.com/articles/srep21050.

中圖分類號：P315；

文獻標識碼：D；

doi:10.3969/j.issn.0235-4975.2016.04.005

* 收稿日期：2016-04-06； 采用日期： 2016-04-15。

※通訊作者： 劉文浩， e-mail: liuwh@llas.ac.cn。