Globales Geomonitoring Überblick: GFZ

Unser primäres Forschungsfeld ist die präzise Vermessung der Figur der Erde, d.h. ihres statischen und zeitvariablen Schwerefeldes sowie ihrer Lage im Raum. Dazu entwickeln, betreiben und analysieren wir moderne Schwerefeld-Satellitenmissionen (CHAMP, GRACE, GOCE, GRACE-FO oder GRACE-C ). Außerdem verwenden wir terrestrische und auf mobilen Plattformen (z.B. auf Schiffen oder Flugzeugen) gewonnene Gravimetriedaten für regionale Auswertungen oder für die Berechnung von höchstauflösenden globalen Schwerefeldmodellen in Kombination mit Satellitendaten und digitalen Höhenmodellen und Dichteinformationen. Wir nutzen GNSS (Global Navigation Satellite System), DORIS (Doppler Orbitography and Radiopositioning Integrated by Satellite) und SLR (Satellite Laser Ranging) Beobachtungen für die präzise Bahnbestimmung diverser LEO (Low Earth Orbiting) Satelliten. Zusätzlich benutzen wir geodätische Satelliten wie LAGEOS oder LARES für die Bestimmung der langwelligen Anteile des Schwerefeldes. Für den ILRS (International Laser Ranging Service) und den IDS (International DORIS Service) liefern wir regelmäßig Koordinaten der entsprechenden Bodenstationen und Erdorientierungsparameter und tragen damit wesentlich zur stetigen Verbesserung des ITRF (International Terrestrial Reference Frame) bei.

Um die Bahnen von Satelliten zu bestimmen, betreiben wir eine SLR-Station, die hochpräzise, absolute Entfernungsmessungen zu einer Vielzahl von Raumflugkörpern in niedrigen, mittleren und hohen Umlaufbahnen durchführt. Diese Station ist Teil des weltweiten Netzwerkes derartiger Observatorien, die innerhalb des ILRS organisiert sind. Zusätzlich betreiben wir eine Satelliten-Empfangsstation in Ny-Ålesund auf Spitzbergen für den Datenempfang von Erdsatelliten, die sich auf nahezu polaren Umlaufbahnen (wie z.B. GRACE-FO, TerraSAR-X oder TanDEM-X) bewegen. Aufgrund der hohen geografischen Breite dieser Station können Daten dieser Satelliten bei nahezu jedem Umlauf empfangen werden. Dies ermöglicht sowohl den schnellen Zugriff auf die Daten als auch eine kontinuierliche Überwachung des Betriebszustandes der Satelliten.

Weiterhin werten wir historische und aktuelle Radaraltimetrie-Satellitenmissionen aus, um die zeitlichen Veränderungen des Meeresspiegels global und regional abzuleiten. In diesem Zusammenhang betreiben und analysieren wir ein Netz von Gezeitenpegelstationen und nutzen GPS-Bojen auf Inlandseen (z.B. Issyk Kul, Kirgistan). Das erlaubt uns, die Beobachtungen der Altimetriesatelliten zu validieren, Langzeitveränderungen im Meeresspiegel aufzudecken und die küstennahen Gefahren des relativen Meeresspiegelanstieges für die Bevölkerung besser abzuschätzen.

Wir arbeiten an unterschiedlichen Typen von Frühwarnsystemen mit, z.B. in Indonesien, und tragen damit zur Beobachtung von globalen und regionalen Naturgefahren bei. Durch die Nutzung von Gezeitenpegel und GNSS-Stationen versuchen wir dabei, die Risiken und Auswirkungen von Landabsenkungen, Tsunamis und Erdbeben besser zu verstehen.

Schließlich tragen wir im Rahmen des Global Change Observatory des GFZ zur Errichtung und dem Betrieb eines hydrometeorologischen und geodätischen Netzes auch auf Gletschern in Zentralasien durch Design, Installation und Betrieb eines Beobachtungssystems in dieser Region bei. Die Altimetrie nutzen wir in der Region zur Erfassung von Wasserressourcen und deren Änderungen durch en Klimawandel.

Die verschiedenen Projekte unserer Sektion sind in vier großen Themenfeldern gegliedert:

Die Themen 1 und 3 werden dabei hauptsächlich und in enger Kooperation mit dem Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) in der GFZ Außenstelle in Oberpfaffenhofen bearbeitet.

Weitere Details und zugehörige Projekte finden sich in den Seiten der Themenfelder.