Christian Gerhards (TU Bergakademie Freiberg), Martin Rother (GFZ Potsdam)

Zeitliche und räumliche Multiskalen-Separation gezeiteninduzierter Magnetfelder

Magnetfelder, welche durch Gezeitenströmungen erzeugt werden, haben in den letzten Jahren ein wachsendes Interesse erfahren, insbesondere nachdem Tyler et al. (2003) zum ersten Mal Signale der M2-Gezeiten in Magnetfeldmessungen von CHAMP nachweisen konnten. Nach dem Hauptfeld, dem iono-/magnetosphärischen Feld und dem Krustenfeld stellt das durch ozeanische Strömungen erzeugte Magnetfeld den größten noch nicht modellierten Teil des Erdmagnetfeldes dar. Gezeiteninduzierte Signale sind von besonderem Interesse, da sich durch ihre periodische Struktur theoretisch eine Möglichkeit bietet, sie von anderen Signalen zu unterscheiden. Dennoch ist es erst kürzlich zwei unabhängigen Studien von Sabaka und Lesur zufolge gelungen, den durch M2-Gezeiten erzeugten Anteil in CHAMP-Messungen hinreichend gut zu separieren, um ihn mit aktuellen auf der Induktionsgleichung beruhenden Modellvorhersagen in Einklang zu bringen. Schwächere Gezeitensignale als M2 (z.B. die O1-Gezeiten mit einer Periodendauer von 25.82 h) konnten bisher noch nicht in Satellitendaten nachgewiesen werden, was im Wesentlichen darauf zurückzuführen ist, dass sie von stärkeren ionosphärischen und magnetosphärischen Signalen mit ähnlicher Periodendauer überdeckt werden. Es ist das Ziel dieses Projektes, mit einer zeitlichen und räumlichen Multiskalenanalyse einen besseren Einblick in das Verhalten gezeiteninduzierter Magnetfelder zu erhalten und Eigenschaften zu erforschen, die sie von anderen geomagnetischen Signalen unterscheiden. Insbesondere wollen wir neuartige Methoden entwickeln unter Berücksichtigung der Tatsache, dass diese Magnetfelder ausschließlich in den räumlich begrenzten Ozeanen ihren Ursprung haben und daher nicht nur durch ihre zeitliche Periodizität (worauf alle aktuellen Methoden beruhen), sondern auch durch ihre räumlichen Strukturen von anderen Beiträgen zum erdmagnetischen Feld (z.B. aus der Ionosphäre/Magnetosphäre) unterschieden werden können. Ein solcher Ansatz ermöglicht eine bessere Separation der durch die ozeanischen Gezeiten induzierten magnetischen Felder anhand von Satellitenmessungen, indem nicht nur die zeitlichen Änderungen (wie bisher üblich), sondern auch die räumlichen Variationen analysiert werden.  

Auf lange Sicht gesehen sind diese Methoden nicht nur für Gezeitenströme anwendbar, sondern auch für Untersuchungen allgemeiner, gezeitenunabhängiger Ozeanströmungen.