正在北京參加十三屆全國人大五次會議的全國人大代表、中國科學(xué)院院士、“天琴計劃”首席科學(xué)家羅俊8日表示，近期“天琴一號”衛(wèi)星獲得全球重力場數(shù)據(jù)，這是我國首次使用國產(chǎn)自主衛(wèi)星測得這一數(shù)據(jù)，使得我國成為世界上繼美、德后第三個有能力自主探測全球重力場的國家。羅俊介紹，地球重力場反映了地球物質(zhì)分布及其隨時間和空間的變化，觀測全球重力場可服務(wù)于大地測量、地球物理、油氣資源勘探等領(lǐng)域，有助于應(yīng)對全球氣候變化、防災(zāi)減災(zāi)。

延伸閱讀：

何為地球重力場？

據(jù)中國地震局網(wǎng)站介紹，重力即因地球的巨大質(zhì)量和自轉(zhuǎn)運動而產(chǎn)生，是地球質(zhì)量產(chǎn)生的萬有引力和自轉(zhuǎn)離心力的合力。地球因其內(nèi)部密度不均勻、地表地形的起伏等影響，使得地球表面重力處處不同，形成重力場（圖1），并制約了地球外部物體的運動。同時，地球表面的水氣流動，內(nèi)部的巖漿流動、構(gòu)造運動，乃至人工水庫蓄水等改變了物質(zhì)分布，即會引起重力場的細微變化。如果人們通過測量，記錄下地球重力場不同位置的量值，以及其隨時間的變化過程，那就可以將其應(yīng)用于國民經(jīng)濟建設(shè)和地球科學(xué)研究的很多方面。

圖1 地球重力場模型（武漢大學(xué)），從物理的角度描述了地球的形狀

地球重力場的測量，是指重力加速度的測量，其度量單位是m/s2（米每平方秒），常用參考值是9.8 m/s2。初中物理教材即告訴我們，通過記錄物體自由下落的距離和時間，或者記錄單擺擺動周期，即可以計算出重力加速度。但是，實際應(yīng)用中要求能夠測得10-5 m/s2（毫伽）甚至10-8 m/s2（微伽）量級的微小量值。為此，自17世紀以來，人們發(fā)明了擺儀、彈簧重力儀、超導(dǎo)重力儀、激光干涉絕對重力儀、冷原子絕對重力儀、?？罩亓x，乃至衛(wèi)星重力等觀測儀器裝備，目的便是盡可能準確全面地測量地球重力場及其變化。

今天，人們已經(jīng)建立了從衛(wèi)星、航空、海洋至陸地的立體重力觀測體系，據(jù)此資料建立的重力場模型空間分辨率已可達10km，可觀測到地球極移、固體潮、陸地水、大氣壓，乃至地球內(nèi)核運動等引起的微小重力變化。

圖2 陸?？仗煲惑w化重力觀測體系

重力場是地球的基本物理場，重力場及其變化觀測資料在基礎(chǔ)測繪、工程建設(shè)、資源勘探、地震災(zāi)害監(jiān)測等方面有重要應(yīng)用。

重力場數(shù)據(jù)是建立國家垂直基準（大地水準面）的基礎(chǔ)資料。有了它，才能確定各地的海拔高程，確保諸如南水北調(diào)、港珠澳大橋等長跨度大型工程的順利施工建設(shè)。重力場還反映了地球內(nèi)部的質(zhì)量分布，重力普查資料可為圈定礦產(chǎn)分布、評估其儲量提供依據(jù)。重力探測等資料還可為我們揭示地殼內(nèi)部密度結(jié)構(gòu)提供佐證，實現(xiàn)“透明地殼”的目標。

重力場的變化與地球內(nèi)部構(gòu)造運動密切相關(guān)，不受空間的阻隔，可以反映地殼深部地震孕育相關(guān)物性變化，在地震監(jiān)測預(yù)測中具有較好應(yīng)用潛力。為此，我國自1966年邢臺地震之后開展地震重力監(jiān)測工作，先后在滇西、津京唐張等地區(qū)，與德國、美國、日本等國開展了科學(xué)觀測實驗，對震前重力變化的規(guī)律、原理取得了一定認識。2008年汶川地震以來，建成了覆蓋中國大陸，由連續(xù)重力臺網(wǎng)、絕對重力基準網(wǎng)和相對重力聯(lián)測網(wǎng)構(gòu)成的地震重力監(jiān)測體系，相關(guān)觀測資料為強震危險性評估提供了重要支撐。

未來，隨著《中國地球物理站網(wǎng)（重力）規(guī)劃》方案的落實，觀測和數(shù)據(jù)處理技術(shù)的進步，以及科學(xué)認識的深入，重力場及其變化觀測資料必將獲得更廣泛的應(yīng)用。