Berichte 2009 - Förderergesellschaft der Geodäsie und ...

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Höhenänderung von etwa 1 cm pro Jahr beobachtet. Um aus zwei
Messepochen im Abstand von zwei Jahren die zugehörige Schwereänderung
aufzudecken, muss eine einzelne Schwerebestimmung etwa 10 nm/s² genau
sein. Damit sind nicht nur an die Instrumententechnik, sondern auch an die
Reduktionen der zeitlichen Schwerevariationen aufgrund von Gezeiten,
Polbewegung und atmosphärischen Variationen hohe Anforderungen gestellt.
Von 2003 bis 2008 wurde das Absolutgravimeter FG5-220 des Instituts für
Erdmessung der Leibniz Universität Hannover eingesetzt, um zeitliche
Schwereänderungen aufgrund der isostatischen Ausgleichsbewegung in
Fennoskandien großräumig zu bestimmen. Im Rahmen dieser Arbeit wurden in
diesem Zeitraum insgesamt 90 Absolutschwerewerte auf 34 verschiedenen
Stationen im Landhebungsnetz bestimmt.
Neben den instrumentellen Untersuchungen zur Genauigkeit und Stabilität des
FG5-220 war ein Schwerpunkt der Arbeit, die Reduktion der Schwerewirkung
aufgrund von Luftmassenänderungen zu verbessern. Üblicherweise werden die
Absolutschwerebestimmungen von den atmosphärischen Schwereeffekten
nach der vereinfachten Reduktionsmethode befreit, die auf Stationsluftdruckmessungen
und einem global durchschnittlichen Regressionskoeffizienten von
−3 nm/s² pro hPa basiert. Diese vereinfachte Reduktionsmethode berücksichtigt
jedoch nicht die tatsächlichen globalen Veränderungen in der Atmosphäre.
Nach der Reduktion der Schwerewerte mit dieser Methode können noch
unmodellierte Schwereeffekte von einigen 10 nm/s² in den Ergebnissen
enthalten sein. Deshalb wurde in dieser Arbeit eine Reduktionsmethode
entwickelt, die sich auf global verteilte atmosphärische ECMWF-Wetterdaten
(3D- und 2D-Daten) stützt. Mit dem verbesserten Modell wurde eine höhere
Genauigkeit bei der Reduktion der rohen Absolutschweremessungen erreicht.
Basierend auf den absolutgravimetrischen Vermessungen wurden lokale
zeitliche Änderungen der Schwere für 11 Stationen in Fennoskandien
abgeleitet. Die Absolutschwerestationen, die sich in der Nähe des
Landhebungszentrums befinden und für die somit ein großes Änderungssignal
erwartet wird, zeigen entsprechende Schwereabnahmen. Die Trends haben
nach einer Messperiode von etwa 4 Jahren eine mittlere Standardabweichung
von 5.9 nm/s² pro Jahr. Ein Vergleich dieser Ergebnisse mit linearen
Schwereänderungen, die mit alternativen Methoden bestimmt wurden, fand
statt. Zum einen wurde das Landhebungsmodell NKGLU2005 herangezogen,
das vorwiegend aus geodätischen Höhenmessungen erstellt ist, und zum
anderen ein Landhebungsmodell, das aus geophysikalischen GIA-
Modellierungen prädiziert ist. Die absolutgravimetrisch bestimmten Trends
variieren im Vergleich zu den beiden Ergebnissen im RMS-Mittel um etwa 20%
und befinden sich innerhalb der erhaltenen Standardabweichung. Aufgrund der