Determinação e análise das principais componentes de maré terrestre e de carga oceânica, por meio de dados de posição e do campo de gravidade terrestre

Autor: Abreu, Mário Alexandre de
Přispěvatelé: Marotta, Giuliano Sant'Anna
Jazyk: portugalština
Rok vydání: 2019
Předmět:
Zdroj: Repositório Institucional da UnB
Universidade de Brasília (UnB)
instacron:UNB
Popis: Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Instituto de Geociências, Pós-Graduação em Geociências Aplicadas, 2019. Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) e Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES). A Terra sofre deformações devido à atração gravitacional dos astros e também em função da redistribuição de massa d’água que ocorre por ação da maré oceânica. Estes fenômenos são denominados maré terrestre e carga oceânica, e podem ser estimados por meio das amplitudes e fases das componentes de onda de maré. A maneira convencional de investigar tais fenômenos é por meio de observações gravimétricas, porém, com o desenvolvimento dos métodos de aquisição de dados, passou a ser possível medir estes efeitos utilizando observações GNSS (Global Navigation Satellite System). Esta pesquisa teve por objetivo estimar e analisar as amplitudes e fases das 11 componentes principais de onda de maré terrestre e de carga oceânica, por meio da análise das variações do campo de gravidade terrestre medidas utilizando gPhone, e das variações de posição utilizando observações GPS (Global Positioning System). Em um primeiro momento foram analisadas as principais componentes de maré terrestre, a partir de observações gravimétricas e de posicionamento com GPS, utilizando dados coletados em estações instaladas em Manaus e Brasília, Brasil, resultando na estimativa dos valores de amplitude e fase para componentes de longo período, mensais, diurnas e semidiurnas, além da análise da convergência dos valores estimados para estas componentes. As amplitudes e fases calculadas, utilizando dados gravimétricos, convergiram entre o 2º e o 6º mês analisados, enquanto para os dados de posicionamento a convergência ocorreu entre o 2º e o 17º mês observado, com exceção da componente de longo período, que não pôde ser determinada em ambos os métodos. Para o período analisado, as componentes de maré terrestre foram melhor estimadas utilizando dados gravimétricos, quando comparamos aos resultados obtidos com dados de posicionamento. Em um segundo momento, foram analisadas as amplitudes e fases das 11 componentes principais de maré terrestre e de carga oceânica, utilizando observações GPS de estações instaladas em Belém, Brasília, Eusébio, Manaus e Santa Maria, Brasil. Desta forma, estimou-se os valores de amplitude e fase para as componentes avaliadas, bem como analisou-se a convergência dos valores para estas componentes. Os resultados mostraram que a maioria dos parâmetros estimados apresentaram convergência durante o período analisado. Além disso, as séries temporais foram corrigidas dos efeitos de maré terrestre e de carga oceânica primeiramente utilizando os parâmetros calculados, e posteriormente utilizando os modelos teóricos. Comparando os resultados foi possível sugerir que as duas soluções apresentaram comportamentos semelhantes, validando a utilização de observações GPS na estimativa de componentes de onda de maré. The Earth suffers deformations due to the gravitational attraction of the celestial bodies and to the redistribution of water mass occurring by the action of the ocean tide. These effects are known as solid Earth tide and ocean tide loading, and can be estimated by observations of the amplitudes and phases of their tidal wave constituents. The conventional way of investigating such phenomena is through gravimetric observations. However, with the development of methods of data acquisition, nowadays it is possible to measure these effects using GNSS (Global Navigation Satellite System) observations. The objective of this research was to estimate and analyze the amplitudes and phases of the 11 principal wave constituents of solid Earth tide and ocean tide loading, through the analysis of the variations in terrestrial gravity field measured using gPhone, and position variations using GPS (Global Positioning System) observations. First, the principal constituents of solid Earth tide were analyzed, based on gravimetric observations and GPS positioning, using data collected at stations installed in Manaus and Brasília, Brazil, resulting in the estimation of amplitude and phase for the long period, monthly, diurnal and semidiurnal constituents, besides determining the time required for the convergence of the estimated constituent values. The estimated amplitude and phase values, using gravimetric data, converged between the 2nd and 6th months of the time series. For the positioning observations, the constituents values converged between the 2nd and 17th month of the data series, except for the long period constituent, which requires a longer time series to obtain satisfactory values for both methods. The results show that the solid Earth tide constituents were better estimated by the gravimetric data compared to the positioning data considering the series analyzed. Secondly, this research aims to analyze the amplitudes and phases of the 11 principal wave constituents of solid Earth tide and ocean tide loading, using GPS observations collected at stations located in Belém, Brasília, Eusébio, Manaus and Santa Maria, Brazil. In this way, the amplitude and phase values for the evaluated constituents were estimated, as well as the convergence values for these constituents. The results showed that the great majority of the estimated constituents presented convergence during the analyzed period of time. In addition, the time series were corrected for the effects of solid Earth tide and ocean tide loading, first using the calculated parameters, and later using the theoretical models. Comparing the results, it was possible to suggest that the two solutions presented similar behavior, validating the use of GPS observations in the estimation of tidal wave constituents.
Databáze: OpenAIRE
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