Анализ влияния геодинамических факторов на релятивистское смещение частоты атомных стандартов

Выполнен анализ влияния геодинамических факторов на релятивистское смещение частоты атомных стандартов. Представлены результаты расчетов смещений частоты, вызываемых различными геодинамическими явлениями, выполнена оценка значимости этих смещений для современных оптических стандартов частоты. По результатам оценки сделан вывод, что для релятивистского смещения частоты на уровне 10^-18 самыми значимыми факторами являются приливы в твердой Земле и океанах, которые хорошо учитываются с помощью современных глобальных моделей приливов. Неприливные явления в океанах, вызывающие изменение геопотенциала на уровне 0,2 м²/с² (смещение частоты порядка 2ꞏ10^-18), не оказывают большого влияния на ход стационарных атомных стандартов, располагаемых на материках. Постледниковое поднятие имеет вековой характер и хорошо моделируется в настоящее время. Особое внимание рекомендуется уделить сложно моделируемым изменениям потенциала, вызываемым колебаниями уровня воды в водохранилищах (для станций, расположенных вблизи водохранилищ) и уровня грунтовых вод. Остальные рассмотренные геодинамические эффекты практически не влияют на ход оптических часов на уровне указанной точности.

Детальная_Инф:  Да

Автор1:  Е. Г. Гиенко

Афиилиация1:  Сибирский государственный университет геосистем и технологий, г. Новосибирск, Российская Федерация

Название статьи:  Анализ влияния геодинамических факторов на релятивистское смещение частоты атомных стандартов

Рубрика:  Геодезия и маркшейдерия

Начало_Страница:  30

Конец_Страница:  42

УДК:  551.2

DOI:  10.33764/2411-1759-2022-27-5-30-42

Год:  2022

Номер:  5

Том:  27

Ключевые слова_RU:  релятивистское смещение частоты, геодинамические факторы, атомные стандарты частоты, гравитационный потенциал, приливы, гравиметрические измерения

Ключевые слова_EN:  relativistic frequency shift, geodynamic factors, atomic frequency standards, gravitational potential, tides, gravimetric measurements

Библиографический список:  1. Bloom B. J., Nicholson T. L., Williams J. R., at al. An optical lattice clock with accuracy and stability at the 10−18 level [Electronic resource] // Nature. – 2014. – Vol. 506, No. 7486. – P. 71–75. – Mode of access: https://doi.org/10.1038/nature12941.
2. Грибов А. Ю., Бердасов О. И., Белотелов Г. С. и др. Оптический стандарт частоты на холодных атомах стронция [Электронный ресурс] // Измерительная техника. – 2020. – № 12. – С. 22–27. – Режим доступа: https://doi.org/10.32446/0368-1025it.2020-12-22-27.
3. Ландау Л. Д., Лифшиц Е. М. Теоретическая физика : учеб. пособие. В 10 т. Т. II. Теория поля. – 7-е изд., испр. – М. : Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1988. – 512 с.
4. Мазуров Б. Т., Дорогова И. Е. Геодинамика и геодезические методы ее изучения : учеб. пособие. – Новосибирск : СГГА, 2014. – 175 с.
5. Voigt C., Denker H., Timmen L. Time-variable gravity potential components for optical clock comparisons and the definition of international time scales // Metrologia. – 2016. – Vol. 53, No. 6. – P. 1365–1383. – DOI 10.1088/0026-1394/53/6/1365.
6. Petit G., Luzum В. IERS Conventions. – Frankfurt am Main: IERS Conventions Centre, 2010. – 179 p.
7. Hartmann T., Wenzel H.-G. The HW95 tidal potential catalogue // Geophysical Research Letters. – 1995. – Vol. 22. – P. 3553–3556. – DOI 10.1029/95GL03324.
8. Dziewonski A. M., Anderson D. L. Preliminary reference Earth model // Physics of the Earth and Planetary Interiors. – 1981. – Vol. 25, No. 4. – P. 297–356. – DOI 10.1016/0031-9201(81)90046-7.
9. Wenzel H. The nanogal software: Earth tide data processing package ETERNA 3.30 [Electronic resource]. – Mode of access: https://www.eas.slu.edu/GGP/ETERNA34/MANUAL/ETERNA33.HTM.
10. ГКИНП ГНТА-04-122-03. Инструкция по развитию высокоточной государственной гравиметрической сети России. – М. : ЦНИИГАиК, 2004. – 110 с.
11. Farrell W. Deformation of the Earth by surface load // Reviews of Geophysics. – 1972. – Vol. 10, No. 3. – P. 761–779. – DOI 10.1029/RG010i003p00761.
12. Lyard F., lefevre F., Letellier T. at al. Modelling the global ocean tides: modern insights from FES2004 // Ocean Dynamics. – 2006. – Vol. 56, No. 5–6. – P. 394–415. – DOI 10.1007/s10236-006-0086-x.
13. Гиенко Е. Г. Астрометрия и геодезическая астрономия : учеб. пособие. – Новосибирск : СГГА, 2011. – 168 с.
14. Desai S. D. Observing the pole tide with satellite altimetry // Journal of Geophysical Research: Oceans. – 2002. – Vol. 107, No. C11. – P. 7-1-7–13. – DOI 10.1029/2001JC001224.
15. Biancale R., Bode A. Mean annual and seasonal atmospheric tide models based on 3-hourly and 6-hourly ECMWF surface pressure data // Geo Forschungs Zentrum Potsdam. Scientific Technical Report STR06/01. – 2006. – 37 p. – DOI 10.2312/GFZ.b103-06011.
16. Ray R. D., Ponte R.M. Barometric tides from ECMWF operational analyses // Annales Geophysicae. – 2003. – Vol. 21, No. 8. – P. 1897–1910. – DOI 10.5194/angeo-21-1897-2003.
17. Ganagina I. G., Kanushin V. F., Goldobin D. N. at al. The impact of the nonuniform distribution of atmospheric pressure to changes in the Earth’s global gravity field // 25th International Symposium on Atmospheric and Ocean Optics: Atmospheric Physics. – SPIE, 2019. – P. 1914–1917. – DOI 10.1117/12.2540688
18. Dam T. van, Collilieux X., Wuite J. at al. Nontidal ocean loading: amplitudes and potential effects in GPS height time series // Journal of Geodesy. – 2012. – Vol. 86, No. 11. – P. 1043–1057. – DOI 10.1007/s00190-012-0564-5.
19. Бузук В. В., Ганагина И. Г., Тришин С. М. Вариации гравитационного потенциала и его характеристик в районах крупных водоемов, обусловленные среднегодовым изменением их уровней// Вестник СГГА. – 1999. – № 4. – С. 31–39.
20. Тимофеев В. Ю., Ардюков Д. Г., Тимофеев А. В. и др. Вариации объемной деформации и уровня воды в скважинах, их влияния на результаты гравиметрических измерений // Вестник СГУГиТ. – 2021. – Т. 26, № 5. – С. 40–51. – DOI 10.33764/2411-1759-2021-26-5-40-51.
21. Ganagina I. G., Kanushin V. F., Goldobin D. N. at al. Seasonal changes of Earth’s gravitational field due to solid precipitation // 25th International Symposium on Atmospheric and Ocean Optics: Atmospheric Physics. – SPIE, 2019. – P. 1847–1850. – DOI 10.1117/12.2540317.
22. Gerasimenko M., Gorshkov V., Kaftan V. at al. Geodynamics // National report for the International Association of Geodesy of the International Union of Geodesy and Geophysics 2015–2018. Technical Report July 2019. – P. 36–70. – DOI 10.2205/2019IUGG-RU-IAG.

Ссылка:  /upload/vestnik/sborniki/2022/27_5/30-42.pdf