Kombinierter Ansatz zur Bestimmung von Meeresspiegelschwankungen und Auf-Lastsveränderungen aus geodätischen Beobachtungen und Modellsimulationen
Dokumentinformationen
| Autor | Roelof Rietbroek |
| Schule | Hohe Landwirtschaftliche Fakultät der Rheinischen Friedrich-Wilhelms Universität zu Bonn |
| Fachrichtung | Geodäsie und Geoinformation |
| Veröffentlichungsjahr | 2016 |
| Unternehmen | Verlag der Bayerischen Akademie der Wissenschaften in Kommission beim Verlag C. H. Beck |
| Ort | München |
| Dokumenttyp | Dissertation |
| Sprache | German |
| Seitenanzahl | 182 |
| Format | |
| Größe | 16.95 MB |
- Geodäsie
- Klimawandel
- Meerespegelschwankungen
Zusammenfassung
I. Einleitung und Hintergrund
Diese Dissertation befasst sich mit der Bestimmung von Meeresspiegelschwankungen und Auf-Lastsveränderungen. Sie nutzt geodätische Beobachtungen und Modellsimulationen in einem kombinierten Ansatz. Die dynamische Massenverteilung im System Erde ist zentraler Gegenstand. Veränderungen entstehen durch terrestrischen hydrologischen Wasserkreislauf, Ozeane, Atmosphäre und Kryosphäre. Erdbeobachtungstechniken wie GRACE, GPS und Satellitenaltimetrie liefern Daten. Der kombinierte Ansatz reduziert Limitationen einzelner Techniken. "Das Verständis der Dynamik des Systems Erde sowie damit im Zusammenhang stehender Klimaveränderungen erfordert ein umfassendes Beobachtungssystem dieser Oberflächenprozesse." Dieses Zitat verdeutlicht die Bedeutung der Forschung.
1.1 Bedeutung der Forschung
Die Bestimmung von Meeresspiegel und Auflast ist für das Verständnis des Systems Erde und des Klimas essenziell. Oberflächenprozesse beeinflussen die Massenverteilung. Modelle und Theorien benötigen präzise Beobachtungsdaten. Geodätische Beobachtungen liefern Informationen über zeitvariable Schwerefelder, Deformationsprozesse und Meeresoberflächenänderungen. Die Kombination verschiedener Messmethoden verbessert die Genauigkeit und Zuverlässigkeit der Ergebnisse. Die Integration von Modellsimulationen ergänzt die Beobachtungsdaten. Die Forschung trägt zum Verständnis der Dynamik des Systems Erde bei.
1.2 Methodischer Ansatz
Die Dissertation verwendet einen kombinierten Ansatz zur Bestimmung der Meeresspiegelschwankungen und Auf-Lastsveränderungen. Geodätische Beobachtungen von GRACE, GPS und Satellitenaltimetrie werden mit Modellsimulationen integriert. Kleinste-Quadrate-Ansätze ermöglichen die gemeinsame Auswertung der Daten. Dynamisch konsistente Auflasttheorie bildet die Grundlage. Zwei Inversionsschemata werden entwickelt und implementiert. Das erste Schema nutzt wöchentliche Daten zur Bestimmung globaler Auflastveränderungen. Das zweite Schema verwendet (inter-)annuale Daten und stehende Wellen zur Parametrisierung von Veränderungen in Kryosphäre, Ozean und terrestrischem Wasserkreislauf.
II. Ergebnisse und Diskussion
Die Dissertation präsentiert Ergebnisse der beiden Inversionsschemata. Wöchentliche Auflastveränderungen werden global bestimmt. Veränderungen in Kryosphäre, Ozean und terrestrischem Wasserkreislauf werden auf (inter-)annualer Skala analysiert. Die Kombination von geodätischen Beobachtungen und Modellsimulationen verbessert die Genauigkeit der Ergebnisse. Die dynamisch konsistente Auflasttheorie ermöglicht eine physikalisch fundierte Interpretation. Die Ergebnisse tragen zum Verständnis der Massenverteilung im System Erde bei.
2.1 Analyse der wöchentlichen Auflastveränderungen
Die wöchentlichen Auflastveränderungen zeigen regionale Unterschiede. GRACE-Daten, GPS-Beobachtungen und simulierte Ozeanbodendruckvariationen liefern Informationen über die zeitliche Entwicklung. Die Ergebnisse erlauben Rückschlüsse auf hydrologische Prozesse und Massenflüsse. Die Kombination der Datenquellen reduziert den Einfluss von Messfehlern und Unsicherheiten. Die Auflösung der Ergebnisse ist durch die verfügbaren Daten und die angewandte Methode begrenzt.
2.2 Untersuchung der inter annualen Veränderungen
Die (inter-)annualen Veränderungen in Kryosphäre, Ozean und terrestrischem Wasserkreislauf werden mittels stehender Wellenparametrisiert. GRACE-Gravimetrie und Altimetriedaten von Jason-1 und Jason-2 liefern die Grundlage. Die Ergebnisse zeigen die zeitliche Variabilität der Massenverteilung. Die Parametrisierung ermöglicht eine kompakte Darstellung der komplexen Prozesse. Die Ergebnisse tragen zum Verständnis der langfristigen Entwicklung der Massenverteilung im System Erde bei.
III. Schlussfolgerungen und Ausblick
Die Dissertation demonstriert den Wert eines kombinierten Ansatzes zur Bestimmung von Meeresspiegelschwankungen und Auf-Lastsveränderungen. Die Kombination von geodätischen Beobachtungen und Modellsimulationen verbessert die Genauigkeit und das Verständnis der Massenverteilung im System Erde. Zukünftige Forschung kann die Methodik weiterentwickeln und auf andere Regionen anwenden. Die Ergebnisse haben Implikationen für Klimaforschung und Umweltmonitoring. "Die Verteilung der Massen im System Erde verändert sich dynamisch über die Zeit." Diese Aussage unterstreicht die Notwendigkeit kontinuierlicher Beobachtung und Analyse.
Dokumentreferenz
- Surface mass redistribution from joint inversion of GPS site displacements, GRACE gravity field and ocean bottom pressure variations
- Mass transport and mass distribution in the system Earth
- Gravity Recovery and Climate Experiment (GRACE)
- Jason-1
- Jason-2