Konsistente Kombination von Schwerefeld, Altimetrie und hydrographischen Daten zur Modellierung der dynamischen Ozeantopographie

Die Einleitung der Dissertation von Silvia Becker behandelt die Konsistente Kombination von Schwerefeld, Altimetrie und hydrographischen Daten zur Modellierung der dynamischen Ozeantopographie. Die dynamische Ozeantopographie ist entscheidend für das Verständnis der Ozeanzirkulation. Sie wird als Differenz zwischen der Meeresoberfläche und dem Geoid definiert. Diese Differenz reflektiert charakteristische Merkmale der Ozeanzirkulation und ist eine bedeutende Eingangsgröße in Ozeanzirkulationsmodellen. Die Autorin hebt hervor, dass die Meeresoberfläche direkt von Altimetersatelliten abgetastet wird, während die Bestimmung des Erdschwerefeldes andere Messprinzipien erfordert. Die unterschiedlichen räumlichen Auflösungen und Repräsentationen der Daten stellen eine Herausforderung dar. Becker stellt die Notwendigkeit fest, die Informationen aus verschiedenen Quellen konsistent zu kombinieren, um die dynamische Topographie präzise zu modellieren. Diese Einleitung legt den Grundstein für die nachfolgenden Kapitel, in denen die Methodik und die Ergebnisse detailliert erläutert werden.

In diesem Abschnitt werden die mathematischen Grundlagen für die Modellierung der dynamischen Ozeantopographie erläutert. Die Autorin beschreibt das Schwerefeld der Erde und die geostrophischen Strömungen, die aus den Altimetrie- und Schwerefeldinformationen abgeleitet werden. Die mathematische Darstellung des Schwerefeldes erfolgt durch eine beschränkte Reihenentwicklung nach Kugelflächenfunktionen. Diese Darstellung ist entscheidend für die Berechnung der dynamischen Topographie. Becker betont die Bedeutung der finite Elemente Methode, die in direktem Zusammenhang mit dem Gitter des Ozeanzirkulationsmodells steht. Diese Methode ermöglicht eine vollständige Modellierung der Beobachtungen und berücksichtigt den Omission-Bereich. Die Kombination der Beobachtungsgruppen auf Basis von Normalgleichungen ist ein zentraler Aspekt dieser Arbeit. Diese mathematischen Grundlagen sind unerlässlich, um die nachfolgenden Ergebnisse und deren praktische Anwendungen zu verstehen.

Die Datengrundlage für die Dissertation umfasst verschiedene Quellen, darunter die Satellitenmissionen GRACE und GOCE sowie die Altimetersatelliten Jason-1 und Envisat. Becker erläutert, wie diese Daten verwendet werden, um ein Profil der mittleren Meereshöhen zu erstellen. Die Autorin hebt hervor, dass die hydrographischen Daten, wie Salzgehalt, Temperatur und Druck von Argo Driftern, ebenfalls in das Modell integriert werden können. Diese Daten sind entscheidend für die Validierung der Ergebnisse. Die Prozessierung der Daten erfolgt unter Berücksichtigung strenger Fehlerfortpflanzung, was die Genauigkeit der Ergebnisse erhöht. Becker argumentiert, dass die konsistente Kombination dieser Datenquellen zu einer verbesserten Modellierung der dynamischen Ozeantopographie führt. Diese Methodik hat praktische Anwendungen in der Ozeanographie und der Klimaforschung, da sie ein besseres Verständnis der Ozeanzirkulation ermöglicht.