Artykuł współautorstwa Anny Kłos opublikowany w "Scientific Reports"

Czy i w jakim stopniu zmieniły się metody badania zmian pola grawitacyjnego Ziemi? Na to pytanie odpowiadają autorzy najnowszego artykułu, który ukazał się na łamach naukowego periodyku „Scientific Reports”. Współautorką publikacji jest dr hab. inż. Anna Kłos z Wydziału Inżynierii Lądowej i Geodezji Wojskowej Akademii Technicznej.

Artykuł pt. „Reconstructing GRACE-type time-variable gravity from the Swarm satellites” („Rekonstrukcja za pomocą danych z satelitów Swarm zmiennego w czasie pola grawitacyjnego Ziemi uzyskanego z misji typu GRACE”) ukazał się 13 stycznia br. Jego autorami są znani naukowcy z dziedziny geodezji: H. Maja P. Richter, Jürgen Kusche i Christina Lück (Uniwersytet w Bonn, Niemcy), Michael G. Sideris i Elena Rangelova (Uniwersytet w Calgary, Kanada). W grupie tej jest też dr hab. inż. Anna Kłos z Wydziału Inżynierii Lądowej i Geodezji WAT.

Publikacja odnosi się do problematyki badania zmian pola grawitacyjnego Ziemi. – Informacji na temat miesięcznych zmian pola grawitacyjnego naszej planety przez ponad 15 lat dostarczała satelitarna misja grawimetryczna GRACE (ang. Gravity Recovery and Climate Experiment) – tłumaczy dr hab. inż. Anna Kłos. – Obserwacje te miały bezprecedensowe dotąd pokrycie przestrzenne całego globu oraz niespotykaną precyzję. Dane te były z powodzeniem wykorzystywane do badań naukowych i analiz m.in. zmian pokryw lodowych, cyklu hydrologicznego Ziemi (włączając w to powodzie oraz susze), zmian mas oceanicznych, ruchów postglacjalnych występujących na skutek odprężenia Ziemi po ostatnim zlodowaceniu oraz mechanizmów trzęsień Ziemi. Misja grawimetryczna GRACE zakończyła się w czerwcu 2017 roku. Jej następczynią jest misja GRACE Follow-On (GRACE-FO), która rozpoczęła się w maju 2018 r. Obserwacje były dostarczane dopiero od czerwca 2018 r. Powstała więc 11 miesięczna przerwa w obserwacji pola grawitacyjnego. W ocenie naukowców ta powinna być uzupełniona, aby zapewnić ciągłość uzyskanych wyników. Do tego celu wykorzystuje się ekstrapolację obserwacji GRACE, ich rekonstrukcję w oparciu o modele hydrosfery lądowej czy inne obserwacje geodezyjne (jak np. GPS, SLR, obserwacje wykonane przez satelitarną misję Swarm Europejskiej Agencji Kosmicznej), które pozwalają na wyznaczenie zmian pola grawitacyjnego w czasie z rozdzielczością przestrzenną mniejszą od rozdzielczości obserwacji misji GRACE – wyjaśnia badaczka z WAT.

Autorzy artykułu prezentują zupełnie nowe podejście do rekonstrukcji zmian pola grawitacyjnego w czasie, wykorzystując miesięczne dane z misji Swarm. – Kombinacja danych z misji Swarm ze składowymi głównymi pola grawitacyjnego wyznaczonymi z misji GRACE pozwala na polepszenie rozdzielczości przestrzennej map zmian pola grawitacyjnego w czasie dostarczanych z samej misji Swarm. Ponadto, zastosowanie tej metody pozwala na uzupełnienie przerwy pomiędzy misjami GRACE i GRACE-FO, wykorzystując fizyczną informację o zmianach pola, a nie jak w przypadku ekstrapolacji danych – jedynie model matematyczny – mówi dr hab. inż. Anna Kłos. Jak twierdzi, zaprezentowane podejście pozwala również na uzyskanie globalnego pokrycia obserwacjami, w przeciwieństwie do obserwacji GPS wykonywanych jedynie punktowo na tzw. geodezyjnych stacjach permanentnych.

Publikacja powstała w wyniku współpracy międzynarodowej pomiędzy naukowcami z Wojskowej Akademii Technicznej oraz Uniwersytetu w Bonn w ramach realizacji projektu Ministerstwa Obrony Narodowej „Grant badawczy w WAT” nt. „Wykorzystania nowoczesnych technik satelitarnych do oceny zmian środowiska naturalnego w kontekście badania europejskich obszarów subsydujących”. Kierownikiem projektu jest prof. Janusz Bogusz z Wydziału Inżynierii Lądowej i Geodezji WAT.

Źródło: WAT