Roelof Rietbroek (Universiteit Twente), Jürgen Kusche (Universität Bonn), Steffen Schön (Universität Hannover), Sergey Danilov (AWI Bremerhaven)

Konsistente Zeitreihen von Ozeanmassenvariationen aus Messungen von LEO-Potentialfeldmissionen (CONTIM-2)

Neben der globalen Temperatur ist der Meeresspiegel eine maßgebliche Kenngröße für das Klima der Erde und seinen Wandel. Ein Anstieg des Meeresspiegels hat vielfältige Folgen für die Gesellschaft. Deshalb streben wir eine datengestützte Analyse der verschiedenen Ursachen von Meeresspiegelschwankungen an, um so eine wichtige Grundlage für Wissenschaft und politische Entscheidungen zu liefern. In diesem Projekt konzentrieren wir uns auf Änderungen der Ozeanmasse, die direkt proportional zum Ozeanbodendruck ist. Räumliche Variationen des Ozeanbodendrucks, die auf Zeitskalen von Monaten bis Jahrzehnten auftreten, können sowohl aus windinduzierter Variabilität als auch aus baroklinen Prozessen resultieren. Ihr Verhalten ist aber bis heute noch nicht vollständig verstanden. Zahlreiche Prozesse im tiefen Ozean lassen sich aber nur erklären, wenn nicht nur die Meeresoberflächenhöhe (aus Radarsatellitenmessungen) und die thermisch bedingte oder aus Salinitätsänderungen (z.B. mit Hilfe von ARGO-Messungen) resultierende Volumenänderungen der oberen Ozeanschichten erfasst werden, sondern auch der Bodendruck. So kann eine Erwärmung des tiefen Ozeans, die in vielen Studien für eine Verlangsamung der globalen Erwärmung verantwortlich gemacht wird, nur erklärt werden wenn alle diese Elemente betrachtet werden. Die GRACE-Satellitenmission hat aufgrund ihrer unerreichten Messgenauigkeit wesentliche neue Erkenntnisse zu ozeanischen Massenvariationen beigetragen, zum Schluss aber aus technischen Gründen nur noch wenige Daten geliefert.

Basierend auf Ergebnissen der bisherigen Forschungen soll in CONTIM-2 Expertise zur präzisen Bahnbestimmung von SWARM, CHAMP und sonstigen erdnahmen Satelliten, zur Modellierung des zeitvariablen Schwerefeldes und zur gemeinsamen Inversion verschiedenartiger Daten, sowie zur physikalischen Modellierung der Ozeane kombiniert werden, um eine konsistente Zeitreihe von Ozeanmassenvariationen über den GRACE-Zeitraum hinaus zu erzeugen und einen Anschluss an die GRACE-FO Mission zu gewährleisten. Dabei wird die präzise Bahnbestimmung für niedrigfliegende Satelliten, insbesondere SWARM, mit Hilfe von GPS-Empfängern unter schwierigen ionosphärischen Bedingungen eine Rolle spielen. Damit wollen wir einen wichtigen Beitrag zum Verständnis von Ozeanvariabilität, Meeresspiegel und Erwärmung der Meere schaffen.