NASA最新发布了一款地球重力场的地球形状模型——地球大地水准面(geoid)。地球表面那些微小且不规则的隆起和凹陷,是由于地球内部质量分布不均造成的。可以将其想象成如果全球海洋仅受地球自身引力和自转影响,海面将呈现的形状。
这次的可视化模型对地球大地水准面进行了夸张处理,高度放大了1万倍,以便更清晰地展示引力场的变化。NASA利用卫星数据和模型制作了这款“凹凸不平”的地球版本,卫星能够探测不同地点的微小引力差异。该数据集涵盖了过去15年,包含了10亿次观测。NASA还提供了一个可交互的3D地球大地水准面模型,供公众探索,并发布了相关视频。
测量地球引力不仅仅是为了制作令人震惊的视觉效果,NASA和欧洲航天局的卫星持续监测地球的引力场,这些观测数据对于科学研究意义重大。
例如,这些数据帮助科学家更准确地评估南极和格陵兰冰盖的冰量损失情况。NASA的卫星项目“重力恢复与气候实验”(GRACE)显示,2002年至2025年间,南极每年约损失1350亿吨冰,而格陵兰每年损失2640亿吨冰。准确估算这些冰量变化对于理解当前海平面上升速度及未来趋势至关重要。

此外,GRACE数据还被用于追踪全球地下水资源的流失和干旱状况。数据显示,美国西部及其他地区存在长期地下水枯竭问题。数据还揭示了更为严重的干旱现象:今年夏天西班牙和法国的极端干燥状况在GRACE数据中清晰可见。内布拉斯加大学基于引力观测的分析表明,这些地区的土壤水分和浅层地下水均处于历史低位或接近纪录低点。
随着气候变化加剧许多地区的干旱问题,这类引力观测数据为干旱地区的水资源管理提供了宝贵参考。
本文最初发表于WIRED西班牙语版,现已翻译成中文。


