Comparación de modelos de mareas terrestres con grupos de onda teóricos y calculados

Comparación de modelos de mareas terrestres con grupos de onda teóricos y calculados

Fecha: 10-14 de noviembre 2014
Nombre del evento: XXVII Reunión Científica de la Asociación Argentina de Geofísicos y Geodestas
Organización: Asociación Argentina de Geofísicos y Geodestas (AAGG)
Lugar: San Juan

Expositores: Ezequiel Antokoletz(1)(2)
Coautores: Claudia Tocho(1), Diego Piñón(2), Silvia Miranda(3), Eduardo Lauría(2), María Cristina Pacino(4), Sergio Cimbaro(2)
Instituciones: (1) Facultad de Ciencias Astronómicas de la Universidad Nacional de La Plata, (2) Instituto Geográfico Nacional, (3) Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales de la Universidad Nacional de San Juan, (4) Facultad de Ciencias Exactas, Ingeniería y Agrimensura de Universidad Nacional de Rosario

Resumen: Los diversos cuerpos celestes cercanos a la Tierra, como el Sol y la Luna, ejercen una fuerza de atracción gravitatoria sobre nuestro planeta. La Tierra, al comportarse como un cuerpo elástico, se deforma dependiendo de la posición de los cuerpos celestes. El efecto periódico de deformación que sufre la Tierra por la fuerza gravitatoria de otros cuerpos celestes es llamado “efecto de marea”.
Cuando se observa con un gravímetro sobre la superficie terrestre, el instrumento es sensible a este efecto por lo que la medición cambia a lo largo del día. Por este motivo, se aplican correcciones adecuadas para eliminar este efecto de la medición. La corrección de mareas terrestres para el procesamiento de datos gravimétricos puede realizarse de diversos modos, por ejemplo: utilizando modelos o catálogos con desarrollos en armónicos esféricos de distinto grado y orden para descomponer el potencial de mareas terrestres, teniendo en cuenta amplitudes y desfases de los grupos de onda en forma teórica o calculada.
El objetivo del trabajo es presentar los resultados de la comparación realizada entre los cálculos planteados por Doodson (1921); Cartwright y Tayler (1971); Cartwright y Edden (1973); Büllesfeld (1985) y Tamura (1987), utilizando grupos de ondas teóricos o calculados. Las comparaciones fueron realizadas en tres estaciones gravimétricas por un período de 3 días con un intervalo de 10 minutos. Las tres estaciones utilizadas fueron: el pilar fundamental de gravedad que se encuentra en la Facultad de Ciencias Astronómicas y Geofísicas de la Universidad Nacional de La Plata; la estación de gravedad absoluta del Instituto Geográfico Nacional y la estación de gravedad absoluta ubicada en el Instituto Geofísico Sismológico Ing. Fernando S. Volponi de la Universidad Nacional de San Juan.
Los grupos de onda calculados fueron computados con el programa WPARICET (http://www.eas.slu.edu/GGP/wparicet.html) inicialmente creado por Hans-Georg Wenzel en 1994. Este programa utiliza una grilla mundial de parámetros de marea sintéticos para interpolar los valores de amplitudes y desfases de los grupos de onda de una estación determinada (ICET – Royal Observatory of Belgium, 2007).
El cálculo de las correcciones de mareas se realizaron mediante el software ETERNA v.3.40 (Wenzel, 1996). Se utilizaron las amplitudes y desfases calculados con el WPARICET y, por otro lado, para las amplitudes y desfases teóricos, los valores constantes de 1.15 y 0.00, respectivamente.
Luego se realizó una comparación de los distintos modelos con el modelo propuesto por Cartwright, siendo este el modelo recomendado en la Resolución Nº 16 de la Asociación Internacional de Geodesia en 1983. De esta manera se pudo establecer un criterio que permite seleccionar el modelo de mareas adecuado para realizar reducciones a los datos gravimétricos observados, de acuerdo a la exactitud que se necesite obtener.
Como conclusión, se encontró que los modelos Doodson, Büellesfeld y Tamura, comparados con el modelo propuesto por Cartwright (tanto para amplitudes y desfases de los grupos de onda teóricos o calculados), tienen diferencias significativamente menores a 0.001 mGal. (siendo esta última la resolución de los gravímetros actuales).
Cuando se analiza la diferencia entre utilizar amplitudes y desfases de los grupos de onda teóricos y calculados para un mismo modelo, las diferencias son más notables. Para las tres estaciones, las diferencias son del orden de ±0.002 mGal o mayores.
De los resultados obtenidos, se concluye que utilizar el catálogo de Cartwright para realizar el cálculo de las correcciones de mareas para la reducción de datos gravimétricos teniendo en cuenta las amplitudes y desfases de los grupos de onda calculados en cada estación con el programa WPARICET es necesario a la hora de realizar dichas correcciones, ya que las diferencias encontradas con los parámetros teóricos se encuentran dentro del rango de medición de los gravímetros relativos actuales.
Es necesario mencionar que si deseamos obtener correcciones de mareas más precisas, se debe utilizar un registro continuo de observaciones de gravedad. El trabajo “Análisis de marea para San Juan en base a las series de tiempo del gravímetro automático SCINTREX CG-5 S/N 40484” (Miranda et al., 2014) presenta un análisis con los valores de gravedad observados de manera continua en la estación de San Juan durante treinta días del año 2011 con el gravímetro mencionado. Dicho análisis permite obtener factores de corrección locales a las ondas de marea. Sería de gran interés, en el futuro, complementar estos trabajos para predecir las señales de mareas terrestres correctas y comparar dichos resultados con los obtenidos en el presente trabajo.

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