地球空间环境与大地测量教育部重点实验室

计算了水文诱导的三轴地球惯性主轴的指向变化

 

利用地球的二阶球谐系数,我们就可以计算三轴地球的惯性主轴的指向。利用时变的地球重力场模型,我们可以计算惯性主轴的指向随着时间的变化,考虑6个序列:1GRACERL-05模型中的二阶球谐系数。2SLR-RL05模型。3)包含陆地浅层地表水含量的GLDAS模型。利用这个模型中的土壤含水量和累计冰量来估算地表水的变化(Rui 2012)4)利用GRACE的陆地模型(Swenson and Wahr 2006),可以将这些地区(GREenlandANTarctica)的质量变化补齐,以检测这些地区的质量变化对于结果的影响。5HAM(Hydrological Angular Momentum):利用基于GRACE球谐系数模型计算得到的陆地模型,我们可以重新推导一组二阶球谐系数。6AOD1B:AOD1BAtmospheric and Oceanic Dealiasing 1B)数据是用于去除高频的大气海洋信号的第三方数据。

    SLR-05模型给出的各个球谐系数的变化为例,我们给出了不同球谐系数的功率谱密度估计( 1)。结果显示在多数情况下,5个二阶球谐系数在各个频段下的功率谱密度相差在40以内,这意味着对应的量级差别为2个数量级。这个差别要比中的系数差别中的4个数量级或者6个数量级要小。

 1  SLR提供的二阶球谐系数的功率密度比较

利用这些时变的球谐系数,可以计算惯性主轴随时间的变化。 1是计算得到的惯性主轴指向的功率谱密度图。最为明显的是惯性主轴的变化存在明显的年际效应。而其它四个指向参数的年变化效应并不明显。这与前面有关叙述惯性主轴的指向变化和重力场球谐系数中的特定系的变化有关的推论是一致的。存在明显年际变化的是导致惯性主轴oaob的经度产生周年变化的主要原因。

 2  惯性主轴指向参数的功率谱密度

由于为扇谐函数,因此它们刻画的地表物质变化的模式也通常是一个扇形的。相较于大气和海洋而言,陆地的在空间上的分布有可能是其上面的水储量变化呈现出一种扇形模式并被归算到的变化之中。从上图中的功率谱密度图里我们克发现由AOD1B激发的功率谱密度要小于由陆地水所激发的功率谱密度。而对于其它参数而言,AOD1B与陆地水的作用相当或者要大于陆地水的作用。

 

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