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Bestimmung von hydrologischen Massenvariationen in West-Australien aus GRACE-Daten

Bestimmung von hydrologischen Massenvariationen in West-Australien aus GRACE-Daten
Type:Bachelorarbeit
Date:ab sofort
Supervisor:Dr.-Ing. K. Seitz
Dipl.-Ing. Thomas Grombein

Zusammenfassung

Moderne Satellitenmissionen wie GRACE (Gravity Recovery and Climate Experiment) stellen monatlich ein globales Schwerefeldmodell der Erde zur Verfügung. Dies ermöglicht die Untersuchung von zeitabhängigen Variationen im Schwerefeld der Erde. Aus hydrologischer Sicht werden die monatlichen Veränderungen hauptsächlich durch Änderungen im Wasserhaushalt der Erde verursacht.

Im Rahmen dieser Arbeit sollen aus zwei zeitlich aufeinander folgenden Schwerefeldlösungen die Höhen von Wassersäulen bestimmt werden, welche die zeitliche Variationen im Schwerefeld verursachen. Dabei sollen die Wassersäulen durch Tesseroide modelliert werden. Bei der sogenannten Vorwärtsmodellierung wird aus gegebenen Massen die Potentialwirkung berechnet. In der gestellten Aufgabe liegt das hierzu inverse Problem vor: die Potentialänderung ist gegeben und daraus soll die zugehörige Massenverteilung bestimmt werden. Die unbekannten Höhen der Wassersäulen sollen durch eine vermittelnde Ausgleichung bestimmt werden.

Auf Grundlage eines bestehenden Matlab-Skripts und den auf einem Gitter vorgegebenen Potentialwerten sollen Testrechnungen für den Bereich von West-Australien durchgeführt werden. Die verwendeten Potentialwerte sind dabei aus einer vorgegebenen Massenverteilung berechnet. Durch Anwendung des inversen Verfahren können die daraus abgeleiteten Wassersäulen nun wieder mit der ursprünglich vorgegebenen Massenverteilung verglichen werden (close-loop). Mit den Ergebnissen und Erfahrungen dieser Simulation sollen später Schwerefeldlösungen aus der GRACE Mission analysiert werden.

 

Literatur

  • Awange, J.L.; Sharifi, M.A.; Ogonda, G.; Wickert, J.; Grafarend, E. W.; Omulo, M. A. (2008): The Falling Lake Victoria Water Level: GRACE, TRIMM and CHAMP Satellite Analysis of the Lake Basin. Water Resour Manage 22:775–796, DOI 10.1007/s11269-007-9191-y
  • Grombein, T.; Seitz, K.; Awange, J. L.; Heck, B. (2012): Detection of hydrological mass variations by means of an inverse Tesseroid approach. General Assembly of the European Geosciences Union 2012, Vienna. Geophysical Research Abstracts, Vol 14, EGU2012-7548.
  • Heck, B.; Seitz, K. (2007): A comparison of the tesseroid, prism and point-mass approaches for mass reductions in gravity field modelling. Journal of Geodesy, 81, pp 121–136, DOI 10.1007/s00190-006-0094-0.
  • Heck, B.; Seitz, K. (2008): Representation of the time variable gravity field due to hydrological mass variations by surface layer potentials. General Assembly of the European Geosciences Union 2008, Vienna. Geophysical Research Abstracts, Vol 10, EGU2010-4671.

 

Zusatzbemerkungen

Vorlesungen: Satellitengeodäsie, Figur und Schwerefeld der Erde
Grundkenntnisse in Matlab