Yeryuvarı gravite alanı günümüzde CHAMP, GRACE ve GOCE adı verilen alçak yörüngeli uydular (yer merkezinden yaklaşık 400 km uzaktaki-LEO) yoluyla izlenebilmektedir.
CHAMP
2000 yılında yörüngesine (yaklaşık 454 km yüksekliğe) fırlatılan CHAMP (Challenging Minisatellite Payload) uydusu, GFZ (Geoforschungzentrum)-Potsdam (Almanya) tarafından işletilmiş ve 2010 yılında görevini tamamlamıştır.
CHAMP uydusunun bilimsel amaçları şöyledir;
- Statik yeryuvarı gravite alanının uzun dalga boylu yapısını ve bunun zamansal değişimlerini (atmosferik kütle değişimleri, okyanus akıntıları ve kutupların erimesinden kaynaklanan deniz seviyesi değişimlerinden oluşan) ortaya çıkarmak,
- Global yer manyetik alanı ve bunun zamansal değişimlerini izlemek
- İyonosfer ve troposfer tabakalarını incelemektir
CHAMP uydusunda ölçme sistemi, uydunun yörüngesinin GPS uyduları yardımıyla izlenmesine ve yörüngesine yer gravite alanından kaynaklanan ivmelenmelerin bir 3 eksenli ivme ölçerle belirlenmesine dayanır.
GOCE
GOCE’un en temel amaçlarından birisi, yeryuvarının statik (zamana bağlı olmayan) gravite alanını ve jeoidi oldukça yüksek doğrulukta belirlemektedir; tüm yer için
- 1 mGal doğruluğunda gravite anomalisi elde etmek
- Jeoit doğruluğunu 1-2 cm’ye yükseltmek
- Bunları 100 km konumsal çözünürlükte elde etmek
amaçlanmaktadır. Jeodezik açıdan bu amaçlara ulaşarak, GNSS’nin mühendislik çalışmalarında kullanım alanını global anlamda arttırmak, farklı yükseklik sistemlerini birleştirmek ve özellikle alçak yörüngeli uydu yörünge belirlemesi ve prediksiyonunu önemli ölçüde geliştirmek sağlanabilecektir.
GOCE ile yeryuvarı gravite alanından kaynaklanan ivmelenmelerin belirlenmesi için bu uyduda gradyometre adı verilen 3 eksenli ivme ölçerlerden oluşan bir sistem bulunmaktadır. Bu ölçerlerin (ya da sensörlerin) ilgili eksenlerindeki farkları yardımıyla ivme değişimleri yani gravite alanı belirlemesi yüksek doğrulukta yapılabilmektedir.
GRACE
GRACE ile sağlanan veriler üç türdür;
- L1 verisi (Ham veri)
- L2 verisi (Aylık harmonik katsayı modelleri)
- L3 verisi (Su seviyesi değişimlerine dönüştürülmüş, işlenmiş veri)
L2 verisi (güncel olarak Release-5) yani aylık harmonik katsayı modelleri dünyada çeşitli veri merkezleri tarafından yayınlanmaktadır. Bu veri merkezleri şöyledir;
- CSR (Center for Space Research)-Teksas Üniversitesi
- GFZ (GeoForschung Zentrum)-Potsdam
- JPL (Jet Propulsion Laboratory)-Pasadena
GRACE verisi, okyanuslardaki su miktarı değişimleri, buzulların erimesi, yer altı su kaynaklarının incelenmesi vb. kütle değişimi çalışmaları yanı sıra tektonik hareketlerin incelenmesi, jeoit ve gravite değişiminin izlenmesi gibi birçok farklı alanda kullanılmaktadır. Ancak, GRACE, global ve bölgesel düzeyde meydana gelen hidrolojik değişimlere karşı duyarlılığının yüksek olmasından dolayı, çoğunlukla bu türdeki kütle hareketlerinin yorumlanması çalışmalarında uygulanmaktadır.
GRACE ile özellikle büyük oranda kütle değişimine neden olan olaylar gözlenmektedir. Örneğin Aralık 2004 yılında meydana gelen ve tsunami faciasına neden oan Sumatra depreminin etkileri GRACE ile gözlenmiştir. Yanı sıra, 2002 yılından günümüze uzun bir zaman aralığında veri sağlayan GRACE ile, periyodik yapıları giderildikten sonra, ilgili jeopotansiyel değişimlerin yıllık değişim miktarları (yani hızları) kestirilmektedir. Bu hızlar yardımıyla buzulların erimesi, bunun jeoide olan etkileri ve su miktarı değişimleri global ve bölgesel alanlarda analiz edilmektedir.