1

Tema 1 Utilidades de la Gravedad, Gravimetría y Modelos de Geoide

1.1 Metrología1.2 Efemérides de los satélites y cálculo de modelos

gravitatorios desde satélite1.3 Cambio climático: Determinación del nivel medio del mar1.4 Geodinámica1.5 Geología1.6 Prospecciones Geofísicas1.7 Ingeniería civil1.8 Arqueología y patrimonio1.9 Utilidades de los modelos de geoide

1.9.1 Geodesia1.9.2 Geofísica1.9.3 Fuerzas tectónicas1.9.4 cambio climático: Circulación oceánica1.9.5 Rotación terrestre1.9.6 Variaciones temporales del geoide (hidrogeología, geodinámica

Sísmica)1.10 Redes gravimétricas

Tema 1 Utilidades de la Gravedad, Gravimetría y Modelos de Geoide

• LA GRAVEDAD CONTINE INFORMACIÓN SOBRE EL LUGAR DE MEDICIÓN (UTILIDAD GEODÉSICA).

• SOBRE LA DISTRIBUCIÓN DE MASAS EN EL INTERIOR TERRESTRE (UTILIDAD GEOFÍSICA).

• Y, EN CASO DE MEDIDAS REPETIDAS, SOBRE VARIACIONES TEMPORALES EN LA CORTEZA TERRESTRE (UTILIDAD GEODINÁMICA).

2

1.1 Metrología

Tema 1 Utilidades de la Gravedad, Gravimetría y Modelos de Geoide

La medida de gravedad es necesaria en los laboratorios de física para la obtención de los estándares de fuerza y sus cantidades derivadas:

1 N = 1 m Kg Sg -2

Presión (tensión mecánica): 1 Pa = 1 N m -2Trabajo (energía): 1 J = 1 N m

Potencia (flujo de energía): 1W = 1 J Sg-1

1.1 Metrología

Tema 1 Utilidades de la Gravedad, Gravimetría y Modelos de Geoide

• Fuerza de gravitación universal

Aristóteles (384-322 A.C.)

3

gO = 9.8 m/sg2

1.1 Metrología

Tema 1 Utilidades de la Gravedad, Gravimetría y Modelos de Geoide

• Fuerza de gravitación universal

Galileo-Galilei (1564-1642)

1.1 Metrología

Tema 1 Utilidades de la Gravedad, Gravimetría y Modelos de Geoide

2'rmmF =

• Fuerza de gravitación universal

Isaac Newton (1642-1727)

K

4

1.1 Metrología

Tema 1 Utilidades de la Gravedad, Gravimetría y Modelos de Geoide

• Fuerza de gravitación universal

Balanza de Torsión de Cavendish (1784)

F

F

M

M

m

m158 Kg

730 g

1.1 Metrología

Tema 1 Utilidades de la Gravedad, Gravimetría y Modelos de Geoide

• Fuerza de gravitación universal

Balanza de Torsión de Cavendish (1784)

5

1.2 Efemérides de los satélites. Cálculo de modelos gravitatorios por satélite

Tema 1 Utilidades de la Gravedad, Gravimetría y Modelos de Geoide

• Efemérides de los satélites

1.2 Efemérides de los satélites. Cálculo de modelos gravitatorios por satélite

Tema 1 Utilidades de la Gravedad, Gravimetría y Modelos de Geoide

• Cálculo de modelos gravitatorios por satélite

ctevV =− 2

21

Principio de equivalencia

( ) ( ) ( )∑∑∞

= =

+

+

=

0 0

1

cossencos,,n

n

m

nmnmnm

n

PmSmCra

aKMrV θλλλθ

Potencial cinemático

6

1.2 Efemérides de los satélites. Cálculo de modelos gravitatorios por satélite

Tema 1 Utilidades de la Gravedad, Gravimetría y Modelos de Geoide

• Cálculo de modelos gravitatorios por satélite

( )

+= j

jjj P

raC

rKMV θcos11

20

2

20

( ) 220

3

2 211cos1

jjj

vra

aKMcteC

raP

aKM −

=+⋅

− θ

ctevV =− 2

21

1.3 Cambio climático: Determinación del nivel medio del mar

Tema 1 Utilidades de la Gravedad, Gravimetría y Modelos de Geoide

Mareógrafo de Alicante

7

Permanent Service of Mean Sea Level:1800 Estaciones aproximadamente

1.3 Cambio climático: Determinación del nivel medio del mar

Tema 1 Utilidades de la Gravedad, Gravimetría y Modelos de Geoide

http://www.pol.ac.uk/psmsl/programmes/gloss.info.html

1.3 Cambio climático: Determinación del nivel medio del mar

Tema 1 Utilidades de la Gravedad, Gravimetría y Modelos de Geoide

8

1.3 Cambio climático: Determinación del nivel medio del mar

Tema 1 Utilidades de la Gravedad, Gravimetría y Modelos de Geoide

Terremoto de Niigata, Junio de 1964

1.3 Cambio climático: Determinación del nivel medio del mar

Tema 1 Utilidades de la Gravedad, Gravimetría y Modelos de Geoide

1920

1860

MSL

(mm

)

500

1000

1500

2000

0

1890

1950

1980

Stockholm

Cascais

Brest

Newlyn

Aberdeen

Year

9

1.3 Cambio climático: Determinación del nivel medio del mar

Tema 1 Utilidades de la Gravedad, Gravimetría y Modelos de Geoide

1.3 Cambio climático: Determinación del nivel medio del mar

Tema 1 Utilidades de la Gravedad, Gravimetría y Modelos de Geoide

Estación GPSDe referencia(correccionesDiferenciales)

GPS

MareógrafoNivelación

TGBM NMM

10

1.3 Cambio climático: Determinación del nivel medio del mar

Tema 1 Utilidades de la Gravedad, Gravimetría y Modelos de Geoide

1.3 Cambio climático: Determinación del nivel medio del mar

Tema 1 Utilidades de la Gravedad, Gravimetría y Modelos de Geoide

11

1.3 Cambio climático: Determinación del nivel medio del mar

Tema 1 Utilidades de la Gravedad, Gravimetría y Modelos de Geoide

Variabilidad del nivel medio del mar

1.4 Geodinámica

Tema 1 Utilidades de la Gravedad, Gravimetría y Modelos de Geoide

12

1.5 Geología

Tema 1 Utilidades de la Gravedad, Gravimetría y Modelos de Geoide

1.5 Geología

Tema 1 Utilidades de la Gravedad, Gravimetría y Modelos de Geoide

13

1.5 Geología

Tema 1 Utilidades de la Gravedad, Gravimetría y Modelos de Geoide

Subsidencia en Taiwan

1.5 Prospecciones Geofísicas

Tema 1 Utilidades de la Gravedad, Gravimetría y Modelos de Geoide

14

1.7 Ingeniería Civil

Tema 1 Utilidades de la Gravedad, Gravimetría y Modelos de Geoide

1.7 Ingeniería Civil

Tema 1 Utilidades de la Gravedad, Gravimetría y Modelos de Geoide

A y B debidos a variaciones Topográficas, C y D debido a la subsidencia

Northwich, Inglaterra

Mapas de anomalías residuales de 1998 y 2001

15

1.7 Ingeniería Civil

Tema 1 Utilidades de la Gravedad, Gravimetría y Modelos de Geoide

Introducción de la medida de gravedad en las redes de nivelación para corregir la falta de paralelismo de las

superficies equipotenciales

1.7 Ingeniería Civil

Tema 1 Utilidades de la Gravedad, Gravimetría y Modelos de Geoide

16

1.7 Ingeniería Civil

Tema 1 Utilidades de la Gravedad, Gravimetría y Modelos de Geoide

1.8 Arqueología y Patrimonio

Tema 1 Utilidades de la Gravedad, Gravimetría y Modelos de Geoide

150.00 155.00 160.00 165.00

120.00

125.00

130.00

135.00

140.00

145.00

La Lonja (Valencia)

17

1.9 Utilidades de los modelos de geoide

Tema 1 Utilidades de la Gravedad, Gravimetría y Modelos de Geoide

Reducción de observables geodésicos1.9.1 Geodesia

1.9 Utilidades de los modelos de geoide

Tema 1 Utilidades de la Gravedad, Gravimetría y Modelos de Geoide

Geoide Global EGM96

Determinación del geoide como superficie de referencia vertical

1.9.1 Geodesia

18

UB91

1.9 Utilidades de los modelos de geoide

Tema 1 Utilidades de la Gravedad, Gravimetría y Modelos de Geoide

1.9.2 Geofísica

Profundidad del Moho

Modelo Babuska

1.9 Utilidades de los modelos de geoide

Tema 1 Utilidades de la Gravedad, Gravimetría y Modelos de Geoide

1.9.3 Fuerzas tectónicas

Calculado

19

1.9 Utilidades de los modelos de geoide

Tema 1 Utilidades de la Gravedad, Gravimetría y Modelos de Geoide

1.9.4 Cambio Climático: Circulación Oceánica

Ecuaciones de Navier-Stokes

λζ

φφω

φζ

φω

∂∂

−=

∂∂

−=

PP

PP

Rgv

Rgu

cossen2

sen2

1.9 Utilidades de los modelos de geoide

Tema 1 Utilidades de la Gravedad, Gravimetría y Modelos de Geoide

1.9.4 Cambio Climático: Circulación Oceánica

20

1.9 Utilidades de los modelos de geoide

Tema 1 Utilidades de la Gravedad, Gravimetría y Modelos de Geoide

1.9.5 Rotación Terrestre

1.9 Utilidades de los modelos de geoide

Tema 1 Utilidades de la Gravedad, Gravimetría y Modelos de Geoide

1.9.6 Variaciones temporales del modelo de geoide: Hidrogeología

Comparación entre las variaciones anuales del geoide obtenidas a partir de la misión GRACE y el modelo hidrogeológico GLDAS

21

1.9 Utilidades de los modelos de geoide

Tema 1 Utilidades de la Gravedad, Gravimetría y Modelos de Geoide

1.9.6 Variaciones temporales del modelo de geoide: Hidrogeología

Descenso del porcentaje del nivel de agua subterranea en EEUU

2002-2008

1.9 Utilidades de los modelos de geoide

Tema 1 Utilidades de la Gravedad, Gravimetría y Modelos de Geoide

1.9.6 Variaciones temporales del modelo de geoide: Geodinámica

Comparación entre las variaciones anuales de la gravedad obtenidasa partir de la misión GRACE y el modelo geodinámico NKG2005LU

22

1.9 Utilidades de los modelos de geoide

Tema 1 Utilidades de la Gravedad, Gravimetría y Modelos de Geoide

1.9.6 Variaciones temporales del modelo de geoide: Sísmica

Huella sísmica del terremoto de Sumatra, Diciembre de 2004

1.10 Redes Gravimétricas

Tema 1 Utilidades de la Gravedad, Gravimetría y Modelos de Geoide

International Gravity Standarization Net (IGSN71)

23

1.10 Redes Gravimétricas

Tema 1 Utilidades de la Gravedad, Gravimetría y Modelos de Geoide

Red Peninsular RGFE73

1.10 Redes Gravimétricas

Tema 1 Utilidades de la Gravedad, Gravimetría y Modelos de Geoide

Red Gravimétrica de Orden Cero

24

1.10 Redes Gravimétricas

Tema 1 Utilidades de la Gravedad, Gravimetría y Modelos de Geoide

Red Gravimétrica de la Provincia de Valencia

Tema 1 Utilidades de la Gravedad, Gravimetría y Modelos de Geoide

1.1 Metrología1.2 Efemérides de los satélites y cálculo de modelos

gravitatorios desde satélite1.3 Cambio climático: Determinación del nivel medio del mar1.4 Geodinámica1.5 Geología1.6 Prospecciones Geofísicas1.7 Ingeniería civil1.8 Arqueología y patrimonio1.9 Utilidades de los modelos de geoide

1.9.1 Geodesia1.9.2 Geofísica1.9.3 Fuerzas tectónicas1.9.4 cambio climático: Circulación oceánica1.9.5 Rotación terrestre1.9.6 Variaciones temporales del geoide (hidrogeología, geodinámica

Sísmica)1.10 Redes gravimétricas