C06 - Atmosphäre-Ozean Hintergrundmodellierung für terrestrische Gravimetrie

Wir werden uns auf die Entwicklung von global anwendbarer Hintergrundmodelle der Atmosphären- und Ozeandynamik für weltweit verteilte terrestrische Schweremessungen konzentrieren. Die Hintergrundmodelle werden aufgeteilt in

  •  Deformationseffekte, welche auch die lateral heterogene Rheologie der Erdkruste berücksichtigen;
  • regionale bis globale Anziehungseffekte der atmosphärischen und ozeanischen Massen; und
  • lokalen Effekte atmosphärischer Massen aus der unmittelbaren Umgebung des Sensors, die am stärksten von der lokalen topographischen Rauhigkeit abhängen und die potenziell am meisten von einer möglichen Kombination mit barometrischen Beobachtungen rund um das Gravimeter profitieren könnten.

Wir werden auch zur geophysikalischen Signaltrennung aller neuen Technologien beitragen, die in TerraQ entwickelt werden und die für zeitvariable Schwerkraftänderungen empfindlich sind (z.B. Uhrenvergleiche über optische Fasern über große Entfernungen; neue Satellitenkonzepte; VLBAI). Dafür werden Prototyp-Korrekturmodelle für atmosphärische Effekte in diesen Messungen bereitgestellt. Besondere Aufmerksamkeit schenken wir der Langzeitkonsistenz der Hintergrundmodelle, um auch die niedrigfrequente Signaltrennung über viele Jahrzehnte zu ermöglichen.

© Timmen
Stetige hochgenaue gravimetrischen Messungen der Gezeiten auf Helgoland sind sensitiv auf die ozeanische Auflast auf de Meeresboden und die Wirkung des atmosphärischen Drucks. Die Skizze stellt die Deformation der Erdkruste durch die Auflast temporärer Luftmassenveränderungen (Druck) und Ozeanmassenvariationen (Gezeiten, Sturmfluten) dar. Diese Änderungen sind über terrestrische Instrumente lokal und über die Satellitenmission GRACE-FO regional beobachtbar.

Forschungsziele von C06 - Atmosphäre-Ozean Hintergrundmodellierung für terrestrische Gravimetrie

  1. zeitlich variable Atmosphäre-Ozean Hintergrundmodelle für die terrestrische Gravimetrie
  2. Hintergrundmodelle werden mit dem GRACE-FO Standard AOD1B kompatibel sein
  3. Berechnung atmosphärischer Hintergrundmodelle für alle in TerraQ neu entwickelten Technologien

Beteiligte Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler

Projektleitung

Dr. Henryk Dobslaw
Dr. Henryk Dobslaw
Dr.-Ing. Ludger Timmen
Dr.-Ing. Ludger Timmen

Wissenschaftlicher Nachwuchs

Dr. Kyriakos Balidakis
Dr. Kyriakos Balidakis

Publikationen

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Antokoletz ED, Wziontek H, Dobslaw H, Balidakis K, Klügel T, Oreiro FA et al. Combining atmospheric and non-tidal ocean loading effects to correct high precision gravity time-series. Geophysical journal international. 2024 Jan;236(1):88-98. Epub 2023 Sep 26. doi: 10.1093/gji/ggad371
Balidakis K, Sulzbach R, Dobslaw H, Dill R. How Do Atmospheric Tidal Loading Displacements Vary Temporally as Well as across Different Weather Models? in Freymueller J, Sánchez L, Hrsg., Gravity, Positioning and Reference Frames. Berlin, Heidelberg: Springer Berlin Heidelberg. 2023. S. 1-6 Epub 2023 Jun 30. doi: 10.1007/1345_2023_201
Küreç Nehbit P, Glaser S, Sakic P, Balidakis K, Heinkelmann R, Schuh H et al. On the improvement of the sensitivity levels of VLBI solutions from a combination with GNSS. Advances in space research. 2023 Okt 15;72(8):3037-3047. doi: 10.1016/j.asr.2023.06.021
Shihora L, Balidakis K, Dill R, Dobslaw H. Assessing the stability of AOD1B atmosphere–ocean non-tidal background modelling for climate applications of satellite gravity data: long-term trends and 3-hourly tendencies. Geophysical journal international. 2023 Aug;234(2):1063-1072. Epub 2023 Mär 21. doi: 10.1093/gji/ggad119
Voigt C, Sulzbach R, Timmen L, Dobslaw H, Weise A, Deng Z et al. A superconducting gravimeter on the island of Heligoland for the high-accuracy determination of regional ocean tide loading signals of the North Sea. Geophysical journal international. 2023 Apr 3;234(3):1585-1602. doi: 10.1093/gji/ggad147
Ampatzidis D, Wang L, Mouratidis A, Balidakis K. Rigorous and fast constraints transformations at the solution level: case studies for regional and global GNSS networks. GPS solutions. 2022 Apr 1;26(2):44. doi: 10.1007/s10291-022-01225-3
Antonoglou N, Balidakis K, Wickert J, Dick G, de la Torre A, Bookhagen B. Water-Vapour Monitoring from Ground-Based GNSS Observations in Northwestern Argentina. Remote sensing. 2022 Nov 1;14(21):5427. Epub 2022 Okt 28. doi: 10.3390/rs14215427
Balidakis K, Sulzbach R, Shihora L, Dahle C, Dill R, Dobslaw H. Atmospheric Contributions to Global Ocean Tides for Satellite Gravimetry. Journal of Advances in Modeling Earth Systems. 2022 Nov 10;14(11):e2022MS003193. Epub 2022 Okt 17. doi: 10.1029/2022MS003193
Kitpracha C, Nilsson T, Heinkelmann R, Balidakis K, Modiri S, Schuh H. The impact of estimating common tropospheric parameters for co-located VLBI radio telescopes on geodetic parameters during CONT17. Advances in space research. 2022 Mai 1;69(9):3227-3235. Epub 2022 Feb 25. doi: 10.1016/j.asr.2022.02.013
Raut S, Heinkelmann R, Modiri S, Belda S, Balidakis K, Schuh H. Inter-Comparison of UT1-UTC from 24-Hour, Intensives, and VGOS Sessions during CONT17. Sensors. 2022 Apr 2;22(7):2740. doi: 10.3390/s22072740
Raut S, Modiri S, Heinkelmann R, Balidakis K, Belda S, Kitpracha C et al. Investigating the Relationship Between Length of Day and El-Niño Using Wavelet Coherence Method. in Freymueller JT, Sánchez L, Hrsg., Investigating the Relationship Between Length of Day and El-Niño Using Wavelet Coherence Method. In: International Association of Geodesy Symposia.. 2022. S. 253-258. Chapter 167. (International Association of Geodesy Symposia). doi: 10.1007/1345_2022_167
Shihora L, Balidakis K, Dill R, Dahle C, Ghobadi‐far K, Bonin J et al. Non‐Tidal Background Modeling for Satellite Gravimetry Based on Operational ECWMF and ERA5 Reanalysis Data: AOD1B RL07. Journal of Geophysical Research: Solid Earth. 2022 Aug 13;127(8):e2022JB024360. doi: 10.1029/2022JB024360
Sulzbach R, Wziontek H, Hart-davis M, Dobslaw H, Scherneck H, Van Camp M et al. Modeling gravimetric signatures of third-degree ocean tides and their detection in superconducting gravimeter records. Journal of geodesy. 2022 Apr 30;96(5):35. doi: 10.1007/s00190-022-01609-w
Wang J, Ge M, Glaser S, Balidakis K, Heinkelmann R, Schuh H. Impact of Tropospheric Ties on UT1-UTC in GNSS and VLBI Integrated Solution of Intensive Sessions. Journal of Geophysical Research: Solid Earth. 2022 Nov 11;127(11):e2022JB025228. Epub 2022 Nov 4. doi: 10.1029/2022JB025228
Wang J, Balidakis K, Zus F, Chang X, Ge M, Heinkelmann R et al. Improving the Vertical Modeling of Tropospheric Delay. Geophysical research letters. 2022 Mär 16;49(5):e2021GL096732. doi: 10.1029/2021GL096732
Wang J, Ge M, Glaser S, Balidakis K, Heinkelmann R, Schuh H. Improving VLBI analysis by tropospheric ties in GNSS and VLBI integrated processing. Journal of geodesy. 2022 Apr 26;96(4):32. doi: 10.1007/s00190-022-01615-y
Schuh H, Heinkelmann R, Beyerle G, Anderson JM, Balidakis K, Belda S et al. The Potsdam Open Source Radio Interferometry Tool (PORT). Publications of the Astronomical Society of the Pacific. 2021 Okt 19;133(1028):104503. doi: 10.1088/1538-3873/ac299c