CAKAO - Bestimmung von Massenvariationen aus der kombinierten Analyse von kinematischen Orbits und der Messung von Auflastbewegungen

Projekt: Foschungsprojekt

Beschreibung

Informationen zur weltweiten Massenumverteilung im System Erde liefern einen wichtigen Beitrag
zur Erforschung des globalen Klimas und helfen damit, aktuelle wissenschaftliche Fragestellungen
zu beantworten. Massenumverteilungen verursachen kleine Änderungen im
Schwerefeld der Erde. Deren Beobachtung hilft, die dafür verantwortlichen Prozesse und deren
Wechselwirkungen besser zu verstehen. Im Unterschied zu anderen Messmethoden erlaubt
es die Satellitengravimetrie, diese Veränderungen global und mit gleichbleibender Genauigkeit
zu beobachten. Die Satellitenmission Gravity Recovery and Climate Experiment
(GRACE) ist derzeit die einzige dezidierte Mission welche Beobachtungen des Schwerefeldes
ermöglicht. Um das Krisenmanagement in Notfällen zu unterstützen, wird derzeit am Aufbau
eines Schwerefelddienstes gearbeitet. Ein wichtiger Aspekt eines derartigen Dienstes ist die
Bereitstellung von verlässlichen Informationen. Das System stützt sich derzeit allerdings ausschließlich
auf GRACE-Beobachtungen. Um den Dienst zuverlässiger zu machen, ist es von
Vorteil, zusätzliche unabhängige Beobachtungen hinzuzufügen.
Aktuelle Untersuchungen haben gezeigt, dass es möglich ist großräumige Massenveränderungen
mittels high-low satellite-to-satellite tracking (hlSST) Beobachtungen zu erfassen. Bei
diesem Verfahren werden Messungen mittels Global Positioning System (GPS) dazu verwendet,
um die Bahn eines niedrig fliegenden Satelliten hochpräzise zu bestimmen. Aus dem Satellitenorbit
kann anschließend das Schwerefeld der Erde abgeleitet werden. Limitierender
Faktor, hinsichtlich räumlicher und zeitlicher Auflösung, ist dabei die Genauigkeit der GPS
Beobachtungen. Um eine sinnvolle Ergänzung und Alternative zu den GRACE-Beobachtungen
zu bieten, müssen hlSST-Daten durch weitere Messungen unterstützt werden. Insbesondere
eine Verbesserung der räumlichen Auflösung ist von hoher Bedeutung für Forschungen
basierend auf Schwerefeldmessungen.
Auflastbewegungen der Erdkruste können zur Beobachtung von lokalen Veränderungen im
Schwerefeld der Erde verwendet werden und damit Rückschlüsse auf Massentransporte liefern.
Die Bewegung der Erdkruste wird mittels GPS-Permanentstationen weltweit beobachtet.
Durch die Kombination von terrestrischen und satellitengestützten Beobachtungen ist es möglich,
die Genauigkeit der Schwerefeldbeobachtungen zu steigern, zumindest für kontinentale
Gebiete mit ausreichender Stationsdichte. Für Anwendungen im Bereich der Hydrologie oder
Glaziologie ergibt sich dadurch ein deutlicher Mehrwert. Derzeit wird die Beobachtung von
Auflastbewegungen meist für regionale Anwendungen oder zur Validierung eingesetzt. Die
Kombination von Auflastbewegungen und hlSST-Daten in globalem Maßstab, unabhängig von
einer spezifischen Anwendung und dezidierten Satellitenmissionen, ist neu und innovativ.
Resultate mit einer höheren Genauigkeit und räumlichen Auflösung als reine hlSST-Daten bieten
detaillierte und wertvolle Informationen über Massenumverteilungen im System Erde. Somit
tragen sie zu den weltweiten Bemühungen um ein besseres Verständnis des Klimas und
der Umwelt bei. Eine zukünftige Einbindung dieser Beobachtungen in einen operationellen
Schwerefelddienst wird dessen Qualität und Zuverlässigkeit erhöhen und macht ihn damit weniger
anfällig gegenüber Ausfällen bei einer der Messmethoden.
StatusAbschlussdatum
Tatsächlicher Beginn/ -es Ende1/07/1630/06/18