Bestimmung hydrologischer Massenvariationen aus GRACE-Daten - Ableitung der Süßwassereinträge der nordsibirischen und nordamerikanischen Flusssysteme in den Arktischen Ozean und deren Einfluss auf globale ozeanographische Zirkulationsmuster

Stipendiatin/Stipendiat: Dr. Marita Scheller

Die Satellitenmission GRACE (Gravity Recovery and Climate Experiment, Start 2002) bestimmt Variationen des Schwerefeldes der Erde mit bisher unerreichter Genauigkeit. Neben der Bestimmung der räumlichen Schwerefeldstrukturen bietet GRACE damit eine völlig neuartige Möglichkeit, zeitliche Schwerefeldänderungen, hervorgerufen durch Massenverlagerungen im System Erde, zu beobachten. Dazu gehören insbesondere Variationen kontinentaler Wassermassen in räumlichen Skalen von einigen hundert Kilometern und größer und in zeitlichen Skalen von wenigen Wochen und länger.Die Fehlerstruktur von GRACE-Schwerefeldlösungen, die u.a. von der räumlichen Skale abhängt, ist komplex und noch nicht vollständig verstanden. Gegenwärtig entwickelte Filtermethoden zur Minderung von Fehlereffekten berücksichtigen zunehmend diese Komplexität. Mit dem weiteren Fortschritt der GRACE-Mission sind Veränderungen der Fehlerstruktur zu erwarten, die fortwährende Anpassungen nötig machen. Im vorliegenden Promotionsprojekt sollen Methoden entwickelt und angewandt werden, die es ermöglichen, aus GRACE-Daten hydrologische Massenvariationen, insbesondere für die in den Arktischen Ozean mündenden Flusseinzugsgebiete, abzuleiten. Die in den Arktischen Ozean mündenden größten nordsibirischen und -amerikanischen Flusssysteme (Ob, Jenissei, Lena, Mackenzie) üben durch ihren Süßwassereintrag einen wichtigen Einfluss auf das ozeanographische Regime des Arktischen Ozeans aus, ein Sachverhalt, der insbesondere bei Szenarien möglicher Klimaänderungen zur Wirkung gelangt. Die Klimaänderungen spielen wiederum für die globale und regionale Wirtschaft in Kombination mit Natur- und Umweltschutz eine entscheidende Rolle. Das vorliegende Promotionsvorhaben soll an dieser Stelle einen wichtigen wissenschaftlichen Beitrag für ein besseres Verständnis dieser gekoppelten komplexen Prozesse leisten.GRACE beobachtet den integralen Effekt aller Massenvariationen. Die Separierung geophysikalischer Massensignale aus GRACE-Schwerefeldlösungen (z.B. Monatslösungen) ist daher gegenwärtig ein Schwerpunkt internationaler Forschungen. Die Einbeziehung von Vorinformationen über das raum-zeitliche Verhalten der in Betracht gezogenen Variationen ist dabei unabdingbar.Für das Promotionsprojekt ergeben sich daraus die Aufgaben, hydrologische Vorinformationen geeignet aufzubereiten, die GRACE-Fehlerstruktur zu beschreiben, Methoden der GRACE-Datenanalyse zur Bestimmung hydrologischer Variationen zu entwickeln, die beide Typen von Informationen einbeziehen, diese Methoden anzuwenden und die Ergebnisse zu interpretieren. Ein wichtiges Thema hierbei ist die globale Klimaerwärmung, welche zu einem wesentlichen Teil durch den Arktischen Ozean gesteuert wird. Die Ergebnisse des vorliegenden Promotionsvorhabens werden eine wertvolle Basis für die Untersuchung des Einflusses großer Flusseinzugsgebiete auf globale Klimaänderungen darstellen.

Förderzeitraum:
01.06.2006 - 31.10.2010

Institut:
Technische Universität Dresden
Fakultät für Forst,- Geo- und Hydrowissenschaften
Institut für Planetare Geodäsie

Betreuer:
Prof. Dr. Reinhard Dietrich

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Bestimmung hydrologischer Massenvariationen aus GRACE-Daten
Bestimmung hydrologischer Massenvariationen aus GRACE-Daten