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Qualitätsanalyse von altimetrischen Schwereanomalien mittels Seegravimetrie im Bereich des South-Shetland-Forearc.

Qualitätsanalyse von altimetrischen Schwereanomalien mittels Seegravimetrie im Bereich des South-Shetland-Forearc.
Typ:Diplomarbeit
Datum:1998
Betreuer:

Aufgabensteller:
Prof. Dr.-Ing. H. G. Wenzel
Betreuer:
Dr. H. W. Schenke

Bearbeiter:von Webern, H.
Zusatzfeld:

IBNr: 818

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Zur Beschreibung des Erdschwerefeldes im Bereich der Meere wird heute im wesentlichen auf Daten zurückgegriffen, die aus der Satellitenaltimetrie abgeleitet wurden. Um die Genauigkeitsschätzungen dieser Daten zu überprüfen und um Aussagen über ihre räumliche Auflösung machen zu können, bietet sich ein Vergleich anhand der Seegravimetrie an, deren Genauigkeit und Auflösung aufgrund moderner Navigationssysteme im allgemeinen als besser anzusehen ist.

 

In der hier vorgestellten Arbeit wurden deshalb verschiedene Datensätze von altimetrisch bestimmten Schwereanomalien mit solchen verglichen, die mit Hilfe der Seegravimetrie berechnet wurden. Der Vergleich wurde durchgeführt in einem Gebiet, das sich zwischen 60° 20´ und 61° 30´ südlicher Breite und 59° 40´ und 57° 30´ westlicher Länge erstreckt. Die Messung der verwendeten Seegravimetriedaten erfolgte zwischen dem 12. und 21. Dezember 1997 während der Expedition ANT XV/2 des Alfred-Wegener-Instituts für Polar- und Meeresforschung (AWI), Bremerhaven, an Bord der FS POLARSTERN. Die notwendige Aufbereitung und Auswertung der Messung erfolgte im Rahmen dieser Arbeit am AWI mit dort vorhandener Software.

 

Zum Vergleich der Genauigkeiten wurden jeweils die Differenzen bzw. deren Streuung betrachtet, was sowohl innerhalb eines Gitters geschah als auch entlang der Fahrtroute mit insgesamt 25740 Meßpunkten. Die Frage nach der Auflösung sollte beantwortet werden, indem Amplituden- und Kohärenzspektren der einzelnen Datensätze betrachtet wurden. Außerdem wurde ein kurzer Vergleich mit der ebenfalls gemessenen Bathymetrie durchgeführt.

 

Bei einer Auflösung im Kilometer- und Zehnerkilometerbereich erzielen die direkt aus der Altimetrie abgeleiteten Daten höhere Genauigkeiten als die betrachteten Schwerefeldmodelle. Teilweise wird eine Genauigkeit erreicht, die sich in der gleichen Größenordnung bewegt wie die der Seegravimetrie. Somit scheint diese auch nicht mehr unbedingt zur Bereitstellung von Vergleichs- oder Sollwerten geeignet zu sein. Die Vergleiche ergaben folgende statistische Parameter:

 

Datensatz

Bias [mgal]

Std.abw. [mgal]

Minimum [mgal]

Maximum [mgal]

Schwerefeldmodelle:

 

 

 

 

EMG96

9.39

15.58

-23.03

52.54

OSU91A

-0.50

18.29

-37.07

45.07

GPM98A

10.10

7.28

-10.02

35.90

GPM98B

10.12

7.43

-10.97

35.25

 

 

 

 

 

Altimetr. Anomalien:

 

 

 

 

Basic u. Rapp (1992)

12.21

22.80

-48.26

71.81

Schöne (1996)

26.99

5.81

7.59

44.17

Sandwell (1996)

10.71

3.89

-13.92

22.28

KMS97

9.94

3.76

-7.45

25.16

KMS98

0.99

3.44

-4.77

20.41