Новые результаты оценок современных глобальных ультравысокостепенных моделей гравитационного поля земли в мировом океане

С ростом точности и детальности современных глобальных моделей гравитационного поля Земли появляется больше возможностей их использования для решения региональных гравиметрических задач. При этом большее значение приобретают оценки имеющихся моделей в зависимости от региона и геоморфологии, а также способы прогнозирования достоверности данных в моделях с учетом масштаба и характера решаемой задачи. Статья посвящена новым оценкам современных моделей гравитационного поля в различных регионах Мирового океана и над различными геоморфологическими структурами. Оценки получены путем сравнения данных наиболее актуальных моделей гравитационного поля с данными высокоточных морских площадных и маршрутных съемок, выполненных во всех основных акваториях Мирового океана. Полученные результаты характеризуют модельное поле как перспективное и позволяют оценить пространственное распределение его погрешностей в Мировом океане. Предложен способ эффективного предварительного районирования модельного поля в океане. Рассмотрены особенности развития моделей гравитационного поля Земли с учетом их фактических точностей и разрешающих способностей, а также вопрос общей достоверности современных модельных данных в высокоширотной Арктике.

1. Ince, E.S., Barthelmes, F., Reißland, S., Elger, K., Förste, C., Flechtner, F., Schuh, H., ICGEM – 15 years of successful collection and distribution of global gravitational models, associated services, and future plans, Earth System Science Data, 2019, no.11, pp. 647–674, doi:10.5194/essd-11-647-2019.

2. Pavlis, N.K., Holmes, S.A., Kenyon, S.C., Factor, J.K., The development and evaluation of the Earth Gravitational Model 2008 (EGM2008), J. Geophys. Res., 2012, vol. 117, iss. B4, B04406, doi:10.1029/2011JB008916.

3. Михайлов П.С., Конешов В.Н., Погорелов В.В., Спесивцев А.А., Соловьев В.Н., Железняк Л.К. Высокостепенные модели гравитационного поля Земли: история развития, оценка перспективности и разрешающей способности // Наука и технологические разработки. 2020. Том 99. № 4. С. 5–33.

4. Garcia, E.S., Sandwell, D.T., Smith, W.H.F., Retracking CryoSat-2,Envisat and Sentinel-6/Jason-CS-1 radar altimetry waveforms for improved gravity field recovery, Geophysical Journal International, 2014, vol. 196, no. 3, pp. 1402–1422, doi: 10.1093/gji/ggt469.

5. Конешов В.Н., Михайлов П.С., Железняк Л.К., Соловьев В.Н. Оценка перспективности и разрешающей способности ультравысокостепенных моделей гравитационного поля Земли // Геофизические исследования. 2021. Том 22. №1. С. 40–53. DOI: 10.21455/std2020.4-1.

6. Lee, D, Acharya, T.D., Comparison of complete bouguer anomalies from satellite marine gravity models with shipborne gravity data in East Sea, Korea, Journal of Marine Science and Technology, 2017, vol.25, no.6. pp. 625–632, doi: 10.6119/JMST-017-1226-01.

7. Рыжова Д.А., Коснырева М.В., Дубинин Е.П., Булычев А.А. Геолого-геофизическое строение тектоносферы Мозамбикского и Мадагаскарского хребтов // Геофизические исследования. 2021. Т. 22. № 3. С.53–69. DOI: 10.21455/gr2021.3-4.

8. Bai, Y., Li, M., Wu, S., Dong, D., Gui, Z., Sheng, J., Wang, Z., Upper mantle density modelling for large-scale Moho gravity inversion: case study on the Atlantic Ocean, Geophysical Journal International, 2019, vol. 216, issue 3, pp. 2134–2147, doi: 10.1093/gji/ggz003.

9. Balmino, G., Vales, N., Bonvalot, S., Briais, A., Spherical harmonic modelling to ultra-high degree of Bouguer and isostatic anomalies, Journal of Geodesy, 2012, no 86, pp. 499–520.

10. Zingerle, P., Pail, R., Gruber, T., Oikonomidou, X., The combined global gravity field model XGM2019e, Journal of Geodesy, 2020, vol. 94, Article number: 66, doi: 10.1007/s00190-020-01398-0.

11. Sandwell, D.T., Müller, R.D., Smith, W.H.F., Garcia, E., Francis, R., New global marine gravity from CryoSat-2 and Jason-1 reveals buried tectonic structure, Science, 2014, vol. 346, no. 6205, pp. 65–67, doi: 10.1126/science.1258213.

12. Wei Liang, Jiancheng Li, Xinyu Xu, Shengjun Zhang, Yongqi Zhao, A High-Resolution Earth’s Gravity Field Model SGG-UGM-2 from GOCE, GRACE, Satellite Altimetry, and EGM2008, Research Geodesy and Survey Engineering, 2020, vol. 6, issue 8, pp. 860–878.

13. Andersen, O.B., Marine Gravity and Geoid from Satellite Altimetry. Geoid Determination – Theory and Methods, Lecture Notes in Earth Science, Springer, 2013, vol. 110, pp. 401–451.

14. Дробышев Н.В., Железняк Л.К., Клевцов В.В., Конешов В.Н., Соловьев В.Н. Методы и проблемы изучения гравитационного поля океана // Геофизические исследования. 2006. №5. С. 32–52.

15. Конешов В.Н., Непоклонов В.Б., Погорелов В.В., Соловьев В.Н., Афанасьева Л.В. Изученность гравитационного поля Арктики – состояние и перспективы // Физика Земли. 2016. №3. С. 113–122. DOI: 10.7868/S0002333716030054.

16. Пешехонов В.Г., Соколов А.В., Железняк Л.К., Береза А.Д., Краснов А.А. Вклад навигационных технологий в создание мобильных гравиметров // Гироскопия и навигация. 2019. Т. 27. №4. С. 162–180. DOI: 10.17285/0869-7035.0018.

17. Соколов А.В., Краснов А.А., Конешов В.Н., Глазко В.В. Первая высокоточная морская гравиметрическая съемка в районе Северного полюса Земли // Физика Земли. 2016. №2. С. 109–113. DOI: 10.7868/S0002333716020125.

18. Соколов А.В., Краснов А.А. Современный комплекс программно-математического обеспечения мобильного гравиметра «Чекан-АМ» // Гироскопия и навигация. 2015. №2 (89). С. 118–131. DOI: 10.17285/0869-7035.2015.23.2.117-130.

19. Andersen, O.B., Knudsen, P., Berry, P.A.M., The DNSC08GRA global marine gravity field from double retracked satellite altimetry, Journal of Geodesy, 2010, vol. 84, no. 3, pp. 191–199, doi:10.1007/ s00190-009-0355-9.