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Abgeschlossenes Projekt

Kombinierte Analyse und Validierung von Erdrotationsmodellen und Beobachtungen

Leitung:Hansjörg Kutterer
Bearbeitung:Andrea Heiker
Laufzeit:2006-2012
Förderung durch:DFG
Bild Kombinierte Analyse und Validierung von Erdrotationsmodellen und Beobachtungen

Projektbeschreibung

Durch geodynamische Prozesse verursachte  Massenverlagerungen verändern die Rotationsachse, die Rotationsgeschwindigkeit und das Schwerefeld der Erde. Die Veränderungen der Rotation und des Schwerfeldes können gemessen werden. Zusätzlich werden die verursachende Prozesse durch Modelle beschrieben. Bisher wurden die Messwerte und Modelle unabhängig voneinander behandelt. 

Dieses Projekt beschäftigt sich im Rahmen der DFG-Forschergruppe: "Earth Rotation and Global Dynamic Prozesses" mit einer konsistenten Integration von Daten und Modelle in ein gemeinsames Modell. Das Ziel ist es, Aussagen über die Qualität der einzelnen Daten zu treffen und die geophysikalischen Modelle zu  verbessern. 

Die Verteilung der Massen auf und in der Erde werden durch vielfältige Einwirkungen verändert ( z.B. durch periodische Schwankungen der atmosphärische und ozeanische Massen, Abnahme der Eisbedeckung, Veränderungen in der kontinentalen Wassermassen, Vorgänge im Erdinnereren). Für die großen Subsysteme der Erde (Atmosphäre, Ozeane und teilweise auch die kontinentale Hydrologie) existieren mit den geophysikalischen Anregungsfunktionen Modelle, die den Einfluss des entsprechenden Subsystems auf die Rotation der Erde beschreiben.

Geht man davon aus, dass nicht durch Modelle erfasste Subsysteme einen vernachlässigbaren Einfluss auf die Rotation der Erde haben, lassen sich die gemessenen Erdrotationsparameter und Schwerefeldkoeffizienten sowie die Anregungsfunktionen in ein Auswertemodell integrieren, um so Aussagen über die Qualität der Daten und der Modelle treffen zu können und verbesserte, konsistente Zeitreihen zu erhalten. Dieses Projekt wird in enger Kooperation mit dem Institut für Astronomische und Physikalische Geodäsie der TU München und dem Deutschen geodätischen Forschungsinstitut in München realisiert. Dabei werden folgende Ziele verfolgt:

Gegenseitige Validierung der Erdrotationsparameter, Schwerefeldkoeffizienten und geophysikalische Anregungsfunktion und die Ableitung konsistenten Zeitreihen (verantwortlich GIH, weitere Informationen hier).

Identifizierung der Mechanismen, die die Rotation der Erde beeinflussen, indem alle zur Verfügung stehende Beobachtungen (Altimetriedaten, GRACE Schwerefeldmessungen, VLBI, GNSS, SLR) miteinander kombiniert werden. Hauptverantwortlich für die Arbeiten ist das DGFI. (weitere Information DGFI)

Verbesserung der Modelle durch die Schätzung von verbesserten fundamentalen geophysikalischen Konstanten (verantwortlich IAGP)

Dieses Projekt ist eingebettet in der DFG-Forschergruppe: "Earth Rotation and Global Dynamic Prozesses" (FOR 584), siehe auch http://www.erdrotation.de.

Publikationen

Heiker, A.; Kutterer, H.; Müller, J. (2010): Stabilization of Satellite Derived Gravity Field Coefficients by Earth Rotation Parameters and Excitation Functions, In: Proceedings of IAG 2009 Scientific Assembly Geodesy for Planet Earth: Springer Verlag.

Heiker, A. (2013): Mutual validation of Earth orientation parameters, geophysical excitation functions and second degree gravity field coefficients, Dissertation. München: DGK, Reihe C, Nr. 697. weitere Informationen

Heiker, A.; Kutterer, H. (2015): Integration of observations and models in a consistent least squares adjustment model, In: Proceedings of the 1st International Workshop on the Quality of Geodetic Observation and Monitoring Systems (QuGOMS’11), H. Kutterer, F. Seitz, H. Alkhatib, M. Schmidt, (Ed.), IAG Symp. 140, pp. 51-56. weitere Informationen

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