Zweijahresbericht 2004/2005 - Bibliothek - GFZ

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ses Vorgehen wird garantiert, dass der Maßstab der Kombinationslösung
nicht als Mischung verschiedener, sich
widersprechender Realisierungen entsteht und dadurch
die Stabilität der Höhenkomponente leidet.
GPS-Bojen
Das GFZ Potsdam betreibt seit 2002 ein Messnetz von
Bojen und Bodendrucksensoren im Bereich der Nordsee.
Hauptziel ist die Überwachung und die Kalibration von
Radaraltimetern. Über das auf der zentralen Boje befindliche
GPS wird die Höhe der Meeresoberfläche mit Zentimetergenauigkeit
in dem gleichen Referenzsystem
bestimmt, in dem auch die Messungen der Altimetersatelliten
erfolgen. Eine zeitgleich mit der Boje messende
GPS-Referenzstation befindet sich in ca. 45 km Entfernung
in List auf Sylt. Dadurch ist ein annahmefreier Vergleich
der aus Altimetrie- und GPS-Daten berechneten
Meereshöhe möglich. Die 10 Hz GPS-Messungen werden
über Bojenneigung und Eintauchtiefe auf die Wasseroberfläche
reduziert. Die auf diese Weise errechneten
Daten repräsentieren den Verlauf der Wellen, aus dem
durch geeignete Filterung die Meeresspiegelhöhe und die
signifikante Wellenhöhe abgeleitet werden können. Weiterhin
wurden für die Auswertung wichtige meteorologische
Datenreihen gesammelt (Windgeschwindigkeit, Luftdruck,
Luft- und Wassertemperatur, Salzgehalt etc.).
Abb. 1.41: Im Dezember 2005 im Indischen Ozean ausgebrachte
GPS-Boje für das Tsunami-Frühwarnsystem
(Foto: T. Schöne, GFZ).
GPS buoy deployed in the Indian ocean for the tsunami
early warning system in December 2005.
Abb. 1.42: Blick ins Innere der GPS-Boje (Foto: T. Schöne,
GFZ).
View into the GPS buoy.
Auf dem Meeresboden unter der GPS-Boje und an drei
weiteren Stellen in der näheren Umgebung wurden Druckpegel
verankert, die zusätzliche Informationen über die
Meeresspiegeloberfläche und ihre Neigung liefern. Diese
relativen Pegelmessungen ermöglichen eine Höhenkorrektur
für Satellitenüberflüge, die nicht exakt über der
Bojenposition erfolgen.
Auch im Rahmen des Aufbaus eines Tsunami-Frühwarnsystems
im Indischen Ozean wird diese Technologie eingesetzt.
Gemeinsam mit Bodendrucksensoren und Ozeanbodenseismometern
bilden sie ein System, mit dem
effektiv und hochgenau kleinste Änderungen des Meeresspiegels
detektiert werden können. Über ein Warnzentrum
werden die Daten später allgemein zur Verfügung
gestellt und dienen der Überwachung des Indischen Ozeans.
Insgesamt sollen bis zu zehn Systeme gebaut und im
Indischen Ozean ausgebracht werden.
Satellitenaltimetrie – hochgenaue Bestimmung
mittlerer Meeresspiegelhöhen
Änderungen des Meeresspiegels sind in der Erdgeschichte
auf verschiedenen Zeitskalen zu beobachten. Sie sind
einerseits ein hoch sensibler Indikator für Klimaänderungen,
andererseits beeinflussen sie die Bewohner und Ökosysteme
der Küstenbereiche. Daher besteht unabhängig
davon, ob es sich bei den derzeitigen Änderungen um
natürliche oder anthropogene Prozesse handelt, ein besonderes
Interesse, den mittleren Meeresspiegel mit hoher
Genauigkeit zu bestimmen und die möglichen Ursachen
für seine Variation zu untersuchen.
In den letzten zwei Jahrzehnten hat die Satellitenaltimetrie
bei der Bestimmung von Meeresspielgeländerungen
eine zunehmend wichtige Rolle eingenommen. Von Satelliten
aus kann z. B. eine starke regionale Variabilität beobachtet
werden, die auch dekadische Zeitskalen aufweist.
Dabei haben sich die Genauigkeiten der Messungen über
die Jahre deutlich verbessert. Während in den ersten Jahren
die radialen Bahnfehler und das Messrauschen Fehler
in der Meereshöhe im Dezimeterbereich verursachten,
weisen die heutigen Missionen nur noch Fehler im Zentimeterbereich
auf. Trotz dieser enormen technischen Ent-
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