2010-09-26

NASA 利用新方法估計地球質量運動

NASA uses new method to estimate earth mass movements
http://www.physorg.com/news203691383.html

September 14, 2010

NASA 與歐洲研究者已進行一項新奇的研究,首度能同步測量水如何在地球表面傳輸的趨勢以及固體地球如何回應緊接在最近主要冰河時期之後的冰河消退,包括地球質心的偏移。

為了計算這些變化,NASA JPL、荷蘭 Delft 科技大學以及荷蘭 Netherlands Institute for Space Research 的科學家將來自 NASA/German Aerospace Center Gravity Recovery and Climate Experiment 衛星的重力資料與利用 GPS 及其他來源直接測得的全球表面運動還有由 JPL 所開發的模型相結合。該模型能估計海床上任何一點之上的地球海洋質量。結果在九月號的 Nature Geoscience 上報告。

利用這種新方法,研究者(由 JPL 的 Xiaoping Wu 所領導)算出格陵蘭與南極洲冰減少的新估計,那顯然小於先前所估計的值。根據該團隊的估計, 2002 與 2008 間的質量喪失分別是:格陵蘭每年 104(正負 23)十億公噸(gigatonnes,即 1040 億公噸,以下均同);阿拉斯加/育空地區每年 101(正負 23)十億公噸以及西南極洲每年 64(正負 32)十億公噸。一個 gigatonne 相當於十億公噸,或超過 2.2 兆磅。就格陵蘭與南極洲當前的冰質量減少而論,較小但顯著的冰減少估計,反映出後冰河時期反彈(post-glacial rebound)在其中所扮演的、經過校正的角色。後冰河時期反彈(稱為冰河時期地殼均衡調節,glacial isostatic adjustment)是固體地球對於緊接在最近冰河時期之後的冰河消退的反應。當來自陸地表面的冰重量移除後,冰底下的陸地上升並持續緩慢上升。

此外,該團隊發現,水團(water mass)在全球各處的轉移與地球表面的後冰河時期反彈結合後,已使相對於地球質心的表面每年朝北極偏移 0.88 公釐(0.035 吋)。由於每年 0.72 公釐(0.028 吋)的反彈,此偏移的估計據信是第一個根據真實資料,而非模型預測的估計。

Wu 表示,地球表面偏移主要是因為 Laurentide 冰原(ice sheet,冰架、冰床)的融化,那在 21,000 年前覆蓋絕大部份的加拿大以及美國北方的一部份。"偏移的新估計比先前模型所估計的每年 0.48 公釐(0.019 吋)大了很多," Wu 表示。"這指出,不是地球的下地幔(lower mantle,下地函)比先前所認為的要黏上許多,就是地球的冰消(deglaciation)歷史需要被大幅修正。"

Wu 表示,先前基於 GRACE、地球表面之質量運動的估計,在利用後冰河時期反彈模型校正資料後,已被計算過,而後冰河時期反彈本身的估計,則使用某種水文模型(hydrological model)估計過。然而,這些模型並沒有像大地測量資料那樣精確,而且可能包含未知且可能很大的錯誤,那將使其他過程的估計遭到拋棄。

GRACE 計畫科學家 JPL 的 Michael Watkins(他並非本論文作者)表示,雖然某些新結果,諸如格陵蘭的那些令人驚訝,但它們不光是因為單單重新分析 GRACE 與 GPS 資料的緣故。相反的,那是因為同時使用 GRACE、GPS 與其他大地測量的結果,藉此客觀地幫忙挑出後冰河時期反彈與當今冰質量減少的相對大小。"GPS 與重力測量各自都很精確,不過要像衛星所觀測到那樣,釐清這二種過程的相對貢獻則很困難。這種技術提供了這麼做的第一次全球嘗試," Watkins 表示。

"地球系統如此複雜,以致於要測量與了解它得需要科學家儘可能地結合來自衛星與基於地面的測量," Watkins 說。"經歷過像這樣的每個新研究後,我們對於如何進行未來的研究與詮釋它們的資料上,學到愈來愈多。資料愈多,以及所蒐集的資料類型愈不同,我們將能夠回答有關「我們星球如何運作」的基本問題。"

※ 能解釋最近的地震嗎?

* Simultaneous estimation of global present-day water transport and glacial isostatic adjustment
http://www.nature.com/ngeo/journal/v3/n9/full/ngeo938.html
Xiaoping Wu, Michael B. Heflin, Hugo Schotman,
Bert L. A. Vermeersen, Danan Dong, Richard S. Gross,
Erik R. Ivins, Angelyn W. Moore & Susan E. Owen
Nature Geoscience 3, 642 - 646 (2010)
Published online: 15 August 2010
doi: 10.1038/ngeo938
地球正在移動、熔化中的核心
曼哈頓4倍大冰原崩落北極海
地球上層大氣令人困惑的萎縮
九二一集集大地震觸發電離層同震擾動

1 則留言:

fsj 提到...

中國將建第4個南極科考站

中央社 2010/09/26

繼長城站、中山站、崑崙站後,中國計劃在南極成立第4個科學考察站。

新華社報導,中國國家海洋局極地考察辦公室主任曲探宙在上海召開的2010年中國極地科學學術年會上透露,根據「中國極地考察『十二五』發展規劃」,2011年至2015年,中國將加強極地考察能力,促進高新技術應用,提升極地考察站的保障能力。2015年至2025年,中國將在南極選擇科學研究的關鍵區域建設1個新的考察站。

據統計,目前南極共建80多個科學考察站。其中,阿根廷有14個考察站,是目前南極考察站數量最多的國家;其次智利共有9個考察站;俄羅斯建了8個考察站,英國有5個考察站,美國有3個考察站。

中國的南極長城站和中山站初具規模,除先進的通信設備、舒適的生活條件外,還有較完善的科學實驗室,配備各種儀器設備。

長城站每年可接納越冬考察人員40人、度夏考察人員80人;中山站每年可接納越冬人員25人、度夏人員60人。去年中國在南極內陸冰蓋最高點冰穹A地區建成崑崙站,目前屬度夏站,今後也將發展成越冬站。

曲探宙表示,「十二五」規劃(2011年至2015年)乃至今後一段時期,中國將繼續加強建設極地現場科學考察平台,擴展以站基為中心的考察範圍,建立和完善交通運輸支撐系統、應急管理體系、通訊網路和資訊共享系統,保障極地高效、安全運行。

同時,中國將廣泛參與國際極地事務,維護極地領域的國際法律制度,履行相應的國際義務,進一步提升中國在國際極地領域的地位和影響力。

曲探宙說,除「雪龍」號極地科學考察船外,中國正在積極籌建一艘新的極地科學考察破冰船,目前已進入初步設計階段,預計2011年開始建造,2013年投入使用。

這艘新的破冰船將以「聯合設計、國內建造」方式建造,設計破冰能力1.5公尺,噸位8000噸級,續航力1萬8000海里,可搭載90人,自持力60天,經濟航速12節,最大航速16節,最大抗風能力每秒52公尺,防凍設計為攝氏零下35度,船上還可搭載1架小型直升機。

曲探宙說,「十二五」期間,中國將通過建造新的現代化極地科學考察破冰船、組建極地科考船隊,拓展中國在南北兩極的考察範圍,提升中國在兩極冰區海洋綜合考察能力,增強極地海洋科學研究水準。