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Analisi delle variazioni temporali del campo gravitazionale terrestre osservato dai nuovi satelliti artificiali.

Informazioni tesi

  Autore: Lucio Corrente
  Tipo: Tesi di Laurea
  Anno: 2006-07
  Università: Università degli Studi di Milano
  Facoltà: Scienze Matematiche, Fisiche e Naturali
  Corso: Fisica
  Relatore: Roberto Sabadini
  Lingua: Italiano
  Num. pagine: 78

Il presente lavoro si propone di analizzare le variazioni temporali del campo gravitazionale per separare la componente stagionale dalla tendenza secolare, per ottenere dati direttamente confrontabili con i risultati dei modelli geofisici che simulano il rimbalzo post-glaciale e la risposta alla deglaciazione attuale.
A partire dal 1976, grazie alla missione LAGEOS (Laser GEOdynamics Satellite), per mezzo della tecnica del Satellite Laser Ranging (SLR) i satelliti artificiali sono i principali strumenti di misurazione di variazioni secolari del campo gravitazionale. Nel marzo 2002 ha inizio una nuova missione spaziale che sfrutta una tecnica diversa dalla SLR che permette una maggiore risoluzione spaziale. La missione, denominata GRACE (Gravity Recovery And Climate Experiment), fornisce mensilmente i dati del campo gravitazionale in termini dei coefficienti di Stokes del suo sviluppo in armoniche sferiche troncato a un certo ordine. L'analisi temporale di questi coefficienti costituisce l'oggetto fondamentale di questa tesi.
Da questa sarà possibile ricavare l'andamento temporale del campo su scala globale.

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Capitolo 1 Introduzione La forma della Terra non e´ sferica ma pressoche´ ellissoidale perche´ determi- nata dall’equilibrio tra la forza gravitazionale interna e la forza centrifuga data dal moto di rotazione. Inoltre la non uniforme distribuzione di massa ha come conseguenza che il campo gravitazionale terrestre non ha un valore costante in ogni punto della superficie del pianeta, [4]. Oltre all‘ellissoide si utilizza il geoide, figura ideale ottenuta attraverso cal- coli ed approssimazioni di cui parleremo nel Cap.3, che viene definita come una specifica superficie equipotenziale del campo gravitazionale. Rispetto all’elissoide, il geoide esprime le ondulazioni dovute alla disuniforme distri- buzione delle masse interne della Terra. Per rappresentare la distribuzione del campo di gravita´ su tutta la superfi- cie del pianeta si costruiscono mappe che generalmente visualizzano l’altezza del geoide rispetto all’ellissoide. Nell’esempio in Fig.1.1 la scala cromatica indica una variazione di quota del geoide dell’ordine delle decine di metri a cui corrisponde una deviazione dalla accelerazione gravitazionale media da -70 mGal a +70 mGal1. Tuttavia, in aggiunta a tali disomogeneita` spaziali del campo, abbiamo anche delle variazioni nel tempo. Tali variazioni possono essere indotte da fenomeni episodici come i terre- moti, da fenomeni periodici come ad esempio le maree e gli effetti stagionali, o da variazioni secolari2, [5]. 1.1 Misura del campo gravitazionale Storicamente, le misura delle deviazioni dall’elissoide che definiscono il geoi- de viene effettuata attraverso stazioni di rilevamento poste al suolo. Seb- bene esse siano localmente precise non offrono una completa ed uniforme copertura a livello globale; la difficolta´ nello stabilire un riferimento comu- 1 Il Gal prende nome da Galileo e corrisponde a 1 cm s−2 2Variazioni temporali del campo caratterizzate da un andamento in prima approssimazione lineare, non legate a fenomeni periodici. 3

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