Kugel oder Kartoffel?
Satellitendaten ermöglichen bislang genaueste Bestimmung des irdischen Schwerefeldes.
Die Erdanziehungskraft schwankt von Ort zu Ort. Dieses Phänomen nutzt man, um geodynamische und klimatologische Prozesse zu beobachten. Mithilfe satellitengestützter Aufzeichnungen lassen sich Schwere-Schwankungen und damit räumliche und (jahres)zeitliche Massenverlagerungen auf und in der Erde dokumentieren. Daraus lassen sich Schwerefeldmodelle berechnen, mit denen Forscher beispielsweise das Ansteigen des Meeresspiegels oder das Abschmelzen der Gletscher verfolgen, regionale Grundwasservorkommen näher untersuchen oder die Ozeanströmungen analysieren.
Nun veröffentlichte ein Team des Instituts für Geodäsie der TU Graz ein neues, kombiniertes Schwerefeldmodell: das Modell namens GOCO06S stellt Massenänderungen auf und unter der Erdoberfläche in einer noch nie dagewesenen Präzision dar. Der Name verweist auf die Initative Gravity Observation Combination (GOCO), in deren Rahmen das Modell gemeinsam mit internationalen Partnern entwickelt wurde. Das Konsortium kombinierte 1,16 Milliarden Messdaten, die von neunzehn Satelliten aufgezeichnet wurden.
„Durch die Kombination der Daten können die Stärken der einzelnen Messverfahren optimal ausgenutzt werden. Damit ist es uns möglich, Änderungen im Schwerefeld in der Größenordnung von einem Millionstel der mittleren Erdanziehungskraft zu detektieren“, erklärt Torsten Mayer-Gürr, Leiter der Abteilung für theoretische Geodäsie und Satellitengeodäsie am Institut für Geodäsie der TU Graz. Auf terrestrische Daten wurde bewusst verzichtet, um global eine gleichmäßige Genauigkeit zu gewährleisten. Im Vergleich zum Vorgängermodell haben sich die Ergebnisse damit deutlich um 25 Prozent verbessert.
Die Arbeitsgruppe beschäftigt sich unter anderem mit der Bestimmung des zeitlich veränderlichen Erdschwerefeldes sowie mit der Auswertung von Schwerefeldmessungen. Das Grazer Team prozessiert Rohdaten aus Satellitenmissionen und stellt Schwerefeldlösungen für die wissenschaftliche Gemeinschaft zur Verfügung. „Unsere Modelle werden zum Beispiel auch in der Erforschung großer Hochwasserereignisse verwendet“, nennt Mayer-Gürr ein Einsatzgebiet.
Die GOCO-Initiative besteht seit 2009. Ziel ist es, durch die Kombination vieler verschiedener Datenquellen hoch genaue und hoch aufgelöste globale Schwerefeldmodelle zu errechnen. 2010 konnte mit dem Modell GOCO01s die weltweit erste Kombinationslösung aus den Missionen GRACE und GOCE berechnet werden. Die neueste Modellgeneration GOCO06s kombiniert die Daten von GRACE, GOCE sowie von den kinematischen Low-Earth-Orbit Satelliten CHAMP, SWARM, TerraSAR-X, TanDEM-X und den Lasersatelliten LAGEOS1/2, Ajisai, Stella, Starlette, LARES, LARETS, Etalon1/2 und BLITS.
TU Graz / DE
