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Seminario de Posgrado 2011 Efectos de Mareas Terrestres: Observación y Modelado Andreas Richter Universidad Nacional de La Plata, Argentina Facultad de Ciencias Astronómicas y Geofísicas Technische Universität Dresden, Germany Institut für Planetare Geodäsie Mareas Terrestres: El Mecanismo Causa : gravitación de cuerpos celestes luna + sol Mareas Terrestres: El Mecanismo Causa : gravitación de cuerpos celestes luna + sol Potencial de mareas variación espacio-temporal Mareas Terrestres: El Mecanismo Causa : gravitación de cuerpos celestes luna + sol Potencial de mareas variación espacio-temporal Mareas Terrestres: El Mecanismo Causa : gravitación de cuerpos celestes luna + sol Potencial de mareas variación espacio-temporal Mareas Terrestres: El Mecanismo Causa : gravitación de cuerpos celestes luna + sol Potencial de mareas variación espacio-temporal Mareas Terrestres: El Mecanismo Causa : gravitación de cuerpos celestes luna + sol Potencial de mareas variación espacio-temporal Mareas Terrestres: El Mecanismo Causa : gravitación de cuerpos celestes luna + sol Potencial de mareas Efectos variación espacio-temporal Mareas Terrestres: El Mecanismo Causa : gravitación de cuerpos celestes luna + sol Potencial de mareas variación espacio-temporal Efectos > precisión de mediciones Observaciones Mareas terrestres Potencial Efectos Mareas terrestres Potencial Efectos Mareas terrestres Potencial Efectos Mareas terrestres Potencial Efectos Mareas Terrestres: El Mecanismo Causa : gravitación de cuerpos celestes luna + sol Potencial de mareas variación espacio-temporal Efectos > precisión de mediciones Observaciones Modelado de efectos de mareas Mareas Terrestres: El Modelado Principio: efecto (x,t) = factor • potencial (x,t) Mareas Terrestres: El Modelado Principio: efecto (x,t) = factor • potencial (x,t) órbitas M+S predicción potencial de mareas Mareas Terrestres: El Modelado Principio: efecto (x,t) = factor • potencial (x,t) órbitas M+S predicción potencial de mareas factor: números de Love h, k, l de grado 2 (gravitación: fuerza corporal, 3D) Mareas Terrestres: El Modelado Principio: efecto (x,t) = factor • potencial (x,t) órbitas M+S predicción potencial de mareas factor: números de Love h, k, l de grado 2 (gravitación: fuerza corporal, 3D) precisión efecto ~ 3% precisión órbitas + h, k, l Mareas Terrestres: El Modelado efecto (x,t) = factor • potencial (x,t) ∆r (x,t) = h • V (x,t) Mareas Terrestres: El Modelado efecto (x,t) = factor • potencial (x,t) ∆r (x,t) = h • V (x,t) ∆g (x,t) = (1 – 3/2 k + h) • V (x,t) Mareas Terrestres: El Modelado efecto (x,t) = factor • potencial (x,t) ∆r (x,t) = h • V (x,t) ∆g (x,t) = (1 – 3/2 k + h) • V (x,t) ∆t (x,t) = (1 + k – h) • V (x,t) Mareas Terrestres: El Modelado Mareas oceánicas • teoría: amplitud ≤ ~30 cm • no obedecen a la teoría porque: continentes estorban circulación, insuficiente profundidad de océanos, resonancias en cuencas marinas. • modelado hidrodinámico modelos globales (FES, EOT, ...) Carga oceánica … el mecanismo secundario. Carga oceánica Causa : mareas oceánicas = dislocación de masas Carga sobre litosfera Carga oceánica Causa : mareas oceánicas = dislocación de masas Carga sobre litosfera Potencial de carga Carga oceánica Causa : mareas oceánicas = dislocación de masas Carga sobre litosfera Potencial de carga Efectos: respuesta elástica Carga oceánica Mareas oceánicas Efectos Carga oceánica Mareas oceánicas Efectos Carga oceánica Mareas oceánicas Efectos Carga oceánica Mareas oceánicas Efectos Carga oceánica Causa : mareas oceánicas = dislocación de masas Carga sobre litosfera Potencial de carga Efectos: respuesta elástica Carga oceánica Causa : mareas oceánicas = dislocación de masas Carga sobre litosfera Potencial de carga Efectos: respuesta elástica Modelado de efectos de carga Carga oceánica Principio: ∫ m (y,t) G (ᴪ) : efecto (x,t) = ∫ G (ᴪ) • m (y,t) dm dm :modelo de la carga modelo de la tierra Carga oceánica Principio: ∫ m (y,t) G (ᴪ) : efecto (x,t) = ∫ G (ᴪ) • m (y,t) dm dm :modelo de la carga modelo de la tierra Carga oceánica Principio: ∫ m (y,t) G (ᴪ) : efecto (x,t) = ∫ G (ᴪ) • m (y,t) dm dm :modelo de la carga modelo de la tierra m G ᴪ Carga oceánica Principio: ∫ m (y,t) G (ᴪ) : efecto (x,t) = ∫ G (ᴪ) • m (y,t) dm dm :modelo de la carga modelo de la tierra G M ᴪ Carga oceánica Principio: ∫ m (y,t) G (ᴪ) : efecto (x,t) = ∫ G (ᴪ) • m (y,t) dm dm :modelo de la carga modelo de la tierra m G ᴪ Carga oceánica Principio: ∫ m (y,t) G (ᴪ) : efecto (x,t) = ∫ G (ᴪ) • m (y,t) dm dm :modelo de la carga modelo de la tierra g m ᴪ Carga oceánica Principio: ∫ m (y,t) G (ᴪ) : efecto (x,t) = ∫ G (ᴪ) • m (y,t) dm dm :modelo de la carga (distribución masa) modelo de la tierra (reología, elasticidad) Carga oceánica efecto (x,t) = ∫ G (ᴪ) • m (y,t) dm Principio: ∫ m (y,t) G (ᴪ) : dm :modelo de la carga (distribución masa) modelo de la tierra (reología, elasticidad) propiedades de material λ, μ (parámetros de Lamée) números de Love de carga h‘, k‘, l‘ hasta grado ~10³ (carga: fuerza superficial, 2D) funciones de Green G (ᴪ) Determinación + Representación Mareas: periodicidad persistente Determinación + Representación Mareas: periodicidad persistente Aproximación armónica concepto: componentes de mareas (período fijo, conocido) Determinación + Representación Mareas: periodicidad persistente Aproximación armónica concepto: componentes de mareas (período fijo, conocido) SA,Mm,Mf … Q1, O1,M1,P1,S1, K1,J1…N2, M2,L2,T2, S2,R2,K2 …M3,M4,M6,M8 Período: 365 d 24 h 12 h 8h 3h Mareas: período largo diurnas semidiurnas shallow-water overtides Determinación + Representación Mareas: periodicidad persistente Aproximación armónica concepto: componentes de mareas (período fijo, conocido) Extracción señal de mareas: Análisis armónico estimación (cuad. mín.) Amplitud + Fase por constituyente Determinación + Representación Mareas: periodicidad persistente Aproximación armónica concepto: componentes de mareas (período fijo, conocido) Extracción señal de mareas: Análisis armónico estimación (cuad. mín.) Amplitud + Fase por constituyente Determinación + Representación Mareas: periodicidad persistente Aproximación armónica concepto: componentes de mareas (período fijo, conocido) M2 Extracción señal de mareas: Análisis armónico estimación (cuad. mín.) Amplitud + Fase por constituyenteK1 ruido / variaciones no-periodicas Determinación + Representación Mareas: periodicidad persistente Aproximación armónica concepto: componentes de mareas (período fijo, conocido) M2 Extracción señal de mareas: Análisis armónico estimación (cuad. mín.) Amplitud + Fase por constituyenteK1 ruido / variaciones no-periodicas Determinación + Representación Mareas: periodicidad persistente Aproximación armónica concepto: componentes de mareas (período fijo, conocido) Extracción señal de mareas: Análisis armónico estimación (cuad. mín.) Amplitud + Fase por constituyente Observación: series de tiempo continuas, equidistantes, homogeneas, referencia tiempo, resolución ~1 h Orden de magnitud: Río Grande Mareas terrestres Carga oceánica (EOT08a) M2 K1 M2 K1 Potencial 85.1 135.5 34.8 20.1 mm Gravedad 26.2 41.7 6.7 2.9 μGal Deformación 51.2 70.3 23.7 10.7 mm 40 26 687 49 Tilt nrad