Schwerefeldbestimmung und Satellitenmissionen inklusive Altimetrie

Transkript

1 iapg Schwerefeldbestimmung und Satellitenmissionen inklusive Altimetrie Bericht zum FGS Workshop Wettzell, Reiner Rummel Teilthemen (aus IAPG/FESG) 1. Nutzung von CHAMP-Daten 2. Nutzung von GRACE-Daten 3. Vorbereitung der GOCE-Mission 4. Folgemissionen 5. Wissenschaftliche Nutzung

2 1. Nutzung der CHAMP-Daten Erstes TUM Schwerefeldmodell Merkmale: Ausgangspunkt kinematische Bahnen (MR+DS) Bahngeschwindigkeiten über numerische Differentiation Energieerhalt: von Geschwindigkeit zu Schwerepotential Integration von zeitvariablen Gravitationsanteilen und nicht-gravitativen Beschleunigungen Direktes und semianalytisches Analysemodell Validation (Bahnen, GPS-NIV, Ozeantopographie) Zeitvariable Effekte DFG-Vorhaben: H. Oberndorfer und U. Meyer (abgeschlossen)

3 (Quelle: H. Oberndorfer)

4 0.1 position difference between kinematic and reduced dynamic POD y [m] time at DoY 240 [h] (Quelle: Rothacher und Svehla)

5 Gravitationspotential entlang der Bahn abgebildet auf die Erde [m/s2] Geoid [m]

6 2. Nutzung von GRACE-Daten Umfassende Simulation auf der Grundlage eines kompletten Sensormodells (Geotechnologienprogramm unter GFZ) Merkmale: Simulation und Prozessierung der line-of-sight Daten Analyse der Beschleunigungsdaten Untersuchung der Lagebestimmung

7

8

9 3. Vorbereitung der GOCE-Mission GOCE Projektbüro Deutschland Geotechnologienprojekt GOCE-GRAND GOCE-PDS: Untersuchung unter ACS/Rom GOCE-CMF: Untersuchung unter SRON/Utrecht GOCE-HPF: Kontrakt unterzeichnet am Koordination durch IAPG/SRON, 10 Institute aus 6 Ländern

10 Gravity and Steady-State Ocean Circulation Explorer

11

12 (Quelle: Ch. Gerlach)

13 iapg Institute of Astrodynamics and Satellite Systems, Technical University Delft, The Netherlands (FAE/A&S) Institute of Theoretical Geodesy, University Bonn, Germany (ITG) Astronomical Institute, University Berne, Switzerland (AIUB) Centre Nationale d Etudes Spatiales, Toulouse, France (CNES) Space Research Organization Netherlands, (SRON) Institute of Geophysics, University Copenhagen, Denmark (UCPH) GeoForschungsZentrum Potsdam, Department 1 Geodesy and Remote Sensing, Germany (GFZ) PI & Project Management: Institute of Astronomical and Physical Geodesy, Technical University Munich, Germany (IAPG) Politechnico di Milano, Italy (POLIMI) Institute for Navigation and Satellite Geodesy, Graz University of Technology, Austria (TUG)

14

15 Fördervorhaben: GOCE-GRAND FKZ 03F0329 Stand Thema: GOCE-GRAND: GOCE-GRavitationsfeldANalyse Deutschland A. Semi-analytische GOCE Schwerefeldmodellierung, GOCE-Korrekturen aus GRACE, GOCE-Kalibration und Validierung. B. Bestimmung einer GPS-Schwerefeldlösung aus kinematischen GOCE-Bahndaten in Kollokation mit GOCE-Gradiometerdaten. C. Globale und regionale Schwerefeldbestimmung aus GOCE Gradiometermessungen und GOCE-GPS Satellite-to-Satellite Tracking Daten. D. GOCE/GRACE Kombinationsmodell. Förderkennzeichen: 03F0329A,B,C,D Laufzeit: bis Fördersumme: Koordinator: Beteiligte Institute: EURO Prof. Dr.-Ing. R. Rummel, Institut für Astronomische und Physiaklische Geodäsie, Technische Universität München Institut für Astronomische und Physiaklische Geodäsie, Technische Universität München Geodätisches Institut, Universität Stuttgart Institut für Theoretische Geodäsie, Universität Bonn GeoForschungsZentrum Potsdam Anzahl Mitarbeiter aus Fördermitteln: 8 Anzahl Mitarbeiter aus Eigenmitteln: 6

16 Fördervorhaben: GOCE-GRAND FKZ 03F0329 Bisherige Ergebnisse Spezifische Tagungen, Sessions, Workshops: Veranstalter bzw. Mitveranstalter Workshops in: Bonn (2002) ESA/ Noordwijk(2002), Bern (2002), Friedrichshafen (2003), ESA/ Frascati (2004) GT Statusseminar: München (2003) GW: Hamburg (2003) Publikationenstätigkeit: Vorträge und Poster 14 (2002), 54 (2003) auf Tagungen EGS/EGU, IUGG Geodätische Woche IAG Symposia Seminare, Workshops Workshop Int. Space Science Institute Veröffentlichungen 22 (2002), 24 (2003) in Zeitschriften Proceedings CHAMP Symposium, Springer Verlag Geophysical Research Letters Advances in Geosciences Advances in Space Research Space Science Reviews Journal of Geodynamics IAG Symposia Proceedings, Springer Verlag Journal of Geodesy Technische Berichte ESA Reports, DGK Hefte

17 4. Folgemissionen ESA-Studie unter ASTRIUM: Koordination des Teils wissenschaftliche Nutzung ESA-Studie LDI unter Astrium: Beteiligung (kein Zuschlag) 5. Wissenschaftliche Nutzung Vorbereitung DFG-Schwerpunkt Massentransporte DFG-Antrag GEOZIRK

18 Workshop über zukünftige Schwerefeldmissionen und deren wissenschaftliche Nutzung am International Space Science Institute, Bern März, 2002

19 ESA-Studie über zukünftige Schwerefeldmissionen unter ASTRIUM 2003

20 Vorbereitung der Wissenschaftlichen Nutzung Hier: Denkschrift zum beantragten DFG- Schwerpunktprogramm Der Antrag wurde 2003 Eingereicht, kam jedoch nicht in die Förderung

21 Core Group 0 Prof. H. Schmeling, Univ. Frankfurt/M (mantle dynamics) 0 Prof. D. Wolf, GFZ Potsdam (mantle dynamics) 0 Prof. H. J. Götze, FU Berlin (dynamics of crust) 0 Prof. R. Dietrich, TU Dresden (ice mass balance) 0 Prof. H. Miller, AWI Bremerhaven (ice mass balance) 0 Dr. C. Haas, AWI Bremerhaven (ice mass balance) 0 Dr. Ph. Huybrechts, AWI Bremerhaven (ice mass balance) 0 Prof. Dr. D. Stammer, Univ. Hamburg (physical oceanography) 0 Prof. W. Zahel, Univ. Hamburg (physical oceanography) 0 Dr. J. Schröter, AWI Bremerhaven (physical oceanography) 0 Prof. A. Bardossy, Univ. Stuttgart (hydrologic cycle) 0 Dr. J. Riegger,, Univ. Stuttgart (hydrologic cycle) 0 Dr. B. Merz,, GFZ Potsdam (hydrologic cycle) 0 Dr. A. Güntner,, GFZ Potsdam (hydrologic cycle) 0 Prof. K. H. Ilk,, Univ. Bonn (gravity, coordination) 0 Dr. P. Schwintzer,, GFZ Potsdam (gravity) 0 Prof. Dr. Reigber,, GFZ Potsdam (gravity) 0 Prof. R. Rummel,, TU München (gravity) 0 Dr. J. Flury,, TU München (gravity, coordination) 0 Dr. W. Bosch, DGFI München (altimetry)

22 Mass Transport in Earth System gravity field missions ocean transport (mass/heat) ocean surface circulation (altimetry - geoid) deep ocean circulation (bottom pressure) sea level mass vs. volume change (altimetry / gravity) atmosphere CHAMP GRACE GOCE altimetry missions Envisat CryoSat Jason-1 ICESat complementary remote sensing TerraSAR, topography, sea surface temperature, winds, salinity, soil moisture (SMOS) etc. from satellite sensor data to mass signals combination of geometry and gravity in space and time in one reference system, data preparation for model assimilation, terrestrial/ airborne data, separation of signal effects, complementary data hydrological cycle continental water budget, closure of of global and regional water balance, water storage variation, trends and climate change ice mass balance and sea level ice surface: height change, velocities, mass budget of of ice sheets, bottom topography, sea level rise from melting, dynamic ice models, sea ice: coverage, thickness dynamics of mantle and crust mantle dynamics and geoid signal, geoid time variation from glacial isostatic adjustment, plumes, slabs, gravity signal of of crustal and lithosphere structure