Geri Dön

Karalarda su kütlesi değişimlerinin uydu gravimetrisi ile izlenmesi

Determining the continental surface water mass changes using satellite gravimetry

PDF İndir

  1. Tez No: 349888
  2. Yazar: HÜSEYİN MERCAN
  3. Danışmanlar: DOÇ. DR. ORHAN AKYILMAZ
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Jeodezi ve Fotogrametri, Geodesy and Photogrammetry
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2013
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Geomatik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 130

Özet

Yeryuvarı gravite alanının belirlenmesi ve modellenmesi jeodezinin en önemli çalışma konularından biri olmuştur. Gravite alanına ilişkin bu modellere, jeodezik çalışmaların yanısıra jeofizik, oşinografi ve uzay araştırmalarına ilişkin çalışmalarda da ihtiyaç duyulmuştur. Yeryuvarının dörtte üçünü oluşturan okyanus kitlesi üzerinde herhangi bir gravite bilgisi bulunmadığından, daha önce kullanılan yersel gravimetriyle elde edilen gravite alanı modellerinin güvenilirliği düşüktü. Öte yandan, homojen nitelikte olmayan ölçülerden global bir modelin parametrelerinin kestiriminde de sorun yaşanmaktaydı. Uydu gravimetrisinin gelişimiyle birlikte global gravite modellerinin belirlenmesi çalışmaları hız kazanmıştır. Böylece, Yer?in gravite alanında zamana bağlı değişimlere neden olan ve modellenebilen etkilerin arındırılması ile birlikte zamana bağlı değişime katkısı belirgin olan su kütlesi değişimlerinin izlenmesi mümkün olabilmiştir. Küresel iklim değişimi orta enlemlerde ve orta ve düşük yükseklikteki bölgelerde kuraklığı artırarak milyonlarca insanı su kıtlığı gibi büyük bir problemle karşı karşıya getirmektedir. Bu bölgedeki Orta Doğu ülkeleri gibi ülkemizi de ilgilendiren bu sorunun çözümü için, su havzalarındaki su seviyesi değişimlerinin sık aralıklarla gözlemlenmesi önemli bir bilgi sağlamaktadır. Böyle bir izlemenin yersel ölçülerle yapılması hem yüksek maliyetlidir hem de havzanın tümünü temsil etmez. Diğer taraftan, klasik uzaktan algılama uyduları gerek düşey çözünürlükleri bakımından gerekse yeraltına ilişkin bilgi sağlayamadıklarından kara hidrolojisi çalışmalarında yetersiz kalmaktadır. Klasik uzaktan algılama tekniğinin bu eksikliğini gidermek, yine yapay uydulardan, başka bir yöntem olan uydu gravimetri tekniği ile mümkündür. Bu çalışmada, 30?-48? Kuzey Enlemleri ve 20?-47? Doğu Boylamları arasında kalan, ülkemizi ve komşu ülkelerin bir bölümünü kapsayan bölgede statik bir gravite alanı modeline (GGM03C) göre olan su kütlesi değişimleri, GRACE (Gravity Recovery And climate Experiment) uydu gravimetri verilerinden hesaplanmış ve bu kütle değişimleri farklı çözünürlükte eşdeğer su kalınlığı (EWT) haritaları olarak hazırlanmıştır. Söz konusu EWT haritaları aylık zamansal ve 300 km ve 600 km gibi iki farklı mekansal çözünürlükle, GRACE uydu misyonunun aylık olarak hesaplanan global küresel harmonik gravite alanı modellerinden (GRACE seviye-2 ya da L2) ve aylık ve yarı aylık zamansal ve 165 km gibi yüksek mekansal çözünürlükle GRACE yörünge üzeri KBR (uydular arası uzaklık değişimleri) ve ivmeölçer verilerinden (seviye-1B ya da L1B) belirlenmiştir.

Özet (Çeviri)

The total gravity field of the Earth consist of two components: Static gravity field and time-dependent gravity field. Although the static gravity field is changing very long period of time, it is possible assume it stable. Tides caused by the gravitational force of the Sun and the Moon are temporary gravity signals. Hydrology, ocean, cryosphere and atmosphere affect the gravity field of non-tidal and time-varying component. These effects are well known in sizes ranging from minutes to longer temporal scale, generated from measurable (modeled) signals. The basic problem is the information about temporal component of the global gravity field. How much mass is displaced and re-distributed? In the past years, it has been a basic principle to determine the global and regional scale gravity field using the artificial satellites moving on a specific orbit of the Earth. Since the orbital motions of satellites largely determined by the forces of gravity, as a reverse approach, precise orbit solutions can be used to determine the gravity field. Since the time varying signals change fast enough, the source of this change is thought to be occured on the surface of the Earth rather than the depths. This signal is largely caused by the atmosphere, the oceans and above or below water, snow and ice masses of the lands. Except showing the annual cycle, some movements on Earth crust change this signal rapidly. The only exceptionsare tidal effects which can be modelled with a better accuracy than the GRACE gravity measurements and the response of the solid Earth to the loading effect of the surface mass. As soon as the Earth?s gravity field is formed of the mass distirbution of the depths and surface of the Earth, these mass distirbutions are changing permanently. Ocean and solid earth tides cause large mass changes in 12 and 24 hour intervals. Synoptic storms, seasonal changes etc. related to atmospheric disturbances leads to significant changes on the atmosphere, ocean and the water mass distirbution stored on land. Although, mantle convection compared to climate change causes larger amplitude changes throughout the mantle, it follows slower process. Global climate change has been increasing drought in mid-latitude and semi- and low altitudes, and exposing millions of people to water stress. Frequent monitoring of the water level changes in water reservoirs provides valuable information for the solution of this problem which concerns our country as well as the countries in the middle east. Such a monitoring based on terrestrial observations is not economical and does not represent the whole basin. On the other hand, classical remote sensing satellites have shortcomings for land hydrology studies because of their low vertical resolutions as well as their inability of providing information related to the underground. These shortcomings of the classical remote sensing techniques can be met by using another method based on artificial satellites such as satellite gravimetry. It have lead to incorrect and incomplete interpretion about the processes of the Earth system because of the difficulties with monitoring the mass distirbution of the Earth and its movement, and insufficiency of obtaining data from the high orbit satellites. However, this situation has been changed by satellite gravity missions which provide solutions globally to a few hundred kilometers-resolution such as CHAMP (Challenging Minisatellite Payload), GRACE (Gravity Recovery and Climate Experiment) and GOCE (Gravity field and steady-state Ocean Circulation Explorer). Low-orbiting gravity field satellite mission CHAMP was launched in July 2000. Satellite is a nearly circular orbit and very close to the pole with an initial height 454 km. The main aim of prefering to obtain a homogeneous and whole global orbit which is important for high spatial-resolution global gravity field modeling. In order to calculate the parameters of gravity field, CHAMP is equipped with a GPS receiver to obtain low-orbiting satellite data from high-orbiting satellites. Therefore, satellite orbit can be determined with high accuracy. Since low-orbiting Earth satellites (LEOs) are affected from anomalies while passing through the masses, which cause to disturb satellite orbit. Thus, Earth?s gravity field is obtained from satellite orbit by measuring the position of the satellite and gravity dependent acceleration measured by star camera and three-axes accelometer. Since hl-SST (high-low satellite to- satellite tracking) data is especially sensitive to the inaccuracies at medium and long wavelengths, CHAMP mission has considerably developed the accuracy of gravity field models at these wavelengths. However, CHAMP satellite could not achieve a gravity field depending on time as presumed. Therefore, all attention has been directed to another gravity mission, GRACE. On the other hand, another vital gravity mission, GOCE satellite launched in March 2009 has determined average Earth gravity field with few centimeters geoid accuracy that has not been achieved until now. GOCE has been planned to operate for two years in a sun-synchronous orbit that is close to the pole with an inclination of 98.5?. Although GOCE continue to operate effectively, it has been reached to expected accuracy with obtained 2 year data. NASA/GFZ (GeoForschungsZentrum Potsdam)?s satellite mission GRACE (Gravity Recovery And Climate Experiment) has been launched on March 2002 with the primary science objective of measuring the static gravity field of the Earth and its time variation and understanding its relation to the climate change. The global gravity field computed from the variations in the accelerations and the positions of the two identical satellites freely moving on the same circular orbit, as well as the high precision (± 10 ?m) inter-satellite range measurements and their variations in time have improved the accuracy of the best known global gravity fields prior to 2002 (EGM96) by a factor of 50. Since the well known effects such as ocean, solid Earth and pole tides, atmospheric mass redistribution and barotropic ocean response to atmospheric loading were forward-modelled and removed from the GRACE observations prior to the calculation of the spherical harmonic model coefficients using the monthly GRACE observations, the differences between these coefficients of consecutive months are caused primarily by the variations of the continental water storage (river, lake, ground water, soil moisture etc.). Moreover, the orbital dynamics of the GRACE twin satellites are also affected by the variations of the continental water storage. In this study, which is aimed to precisely determine the variations in the water levels in lakes, dam reservoirs and in particular in ground water, the water level variations in the region between 20?-47? North Latitudes and 30?-48? East Longitudes covering Turkey as well as the northern countries in the middle east were estimated from GRACE in monthly and sub-monthly periods with

Benzer Tezler

  1. Tez No

    457446

    Investigating the effect of thermal bridges through balconies in respect of overall building energy performance

    Balkonlarda oluşan ısı köprülerinin bina enerji performansına olan etkilerinin incelenmesi

    ZAFER YÜCE

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2015

    Enerjiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Enerji Bilim ve Teknoloji Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. HATİCE SÖZER

  2. Tez No

    775875

    A study of mud volcano formation by basin modeling in the lower kura depression, South Caspian basin, Azerbaijan

    Güney Hazar havzası aşağı kür depresyonunda (Azerbaycan) çamur volkanı oluşumlarına ilişkin modelleme ile bir çalışma

    MUHAMMAD NAMAZLI

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2022

    Jeoloji Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Jeoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. SEDAT İNAN

  3. Tez No

    832969

    Characteristics, genesis and triggers for the formation of hod maden Au-Cu mineralization system, NE Turkey

    Hod maden Au-Cu cevherleşmesi sisteminin karakteri, kökeni ve oluşum mekanizmasi, KD Türkiye

    MUSTAFA ERDE BİLİR

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2023

    Jeoloji MühendisliğiMuğla Sıtkı Koçman Üniversitesi

    Jeoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. İLKAY KUŞCU

  4. Tez No

    28570

    Experimental searches for higgs boson and reconstructin of semileptonic decays of heavy higgs

    Başlık çevirisi yok

    ASLI ERDOĞAN

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    1993

    Fizik ve Fizik MühendisliğiBoğaziçi Üniversitesi

    Fizik Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ENGİN ARIK

  5. Tez No

    296944

    Açık kanallarda havalandırma verimliliğinin etkisi

    The effect of aeration efficiency in open channels

    SADETTİN TOPÇU

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2011

    İnşaat MühendisliğiYıldız Teknik Üniversitesi

    İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. TUBA BOSTAN

Geri Dön