Das Projekt P2 (EROC) ist Teil der "Forschergruppe Erdrotation und Globale Dynamische Prozesse" (FOR 584) und wird durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) gefördert.

Erdrotationsparameter beschreiben den Zustand der Rotation der Erde. Sowohl  Rotationsgeschwindigkeit als auch Erdneigung können durch extraterrestrische Drehmomente und durch terrestrische Massenverlagerungen verändert werden. In diesem Projekt wird Letzteres mit Fokus auf die Weltozeane untersucht. Zu diesem Zweck werden moderne Methoden der  Datenassimilation (Ensemble Kalman-Filter) mit globaler, numerischer Ozeanmodellierung kombiniert. 

Mithilfe der Datenassimilation kann das verwendete Ozeanmodell (OMCT) mit gemessenen Veränderungen des Erdrotationszustandes in Einklang gebracht werden (Fig. 1, rote Kurve). Dafür werden Informationen über die anderen Erdsubsysteme (wie Atmosphäre, Kern, Mantel) benötigt. Diese stammen größtenteils aus Modell- bzw. Reanalysedaten. Ist dieses Ziel erreicht, können die Veränderungen im Ozeanmodell bezüglich einer Referenzsimulation ohne Datenassimilation untersucht werden (Fig. 1, schwarze Kurve). So können, zumindest auf den betrachteten Zeitskalen, diejenigen physikalischen Mechanismen identifiziert werden, welche die ozeanisch bedingten Änderungen der Erdrotation hervorrufen.

Der Signalanteil an den gemessenen Erdrotationsparametern, welcher sich nicht durch das assimilierte Ozeanmodell reproduzieren läßt, kann ebenfalls wichtige Informationen liefern. Diese Informationen helfen Fehler in den gemachten Annahmen, der Signalvorprozessierung, der Assimilationsmethode und dem Ozeanmodell aufzuspüren.

Referenz:

Dill, R., Saynisch-Wagner, J., Irrgang, C., Thomas, M. (2021): Improving atmospheric angular momentum forecasts by machine learning. - Earth and Space Science, 8, 12, e2021EA002070. https://doi.org/10.1029/2021EA002070

Saynisch, J., Thomas, M. (2012): Ensemble Kalman-Filtering of Earth rotation observations with a global ocean model. - Journal of Geodynamics, 62, 24-29. https://doi.org/10.1016/j.jog.2011.10.003

Saynisch, J., Wenzel, M., Schröter, J. (2011): Assimilation of Earth rotation parameters into a global ocean model: excitation of polar motion. - Nonlinear Processes in Geophysics, 18, 5, 581-585. https://doi.org/10.5194/npg-18-581-2011

Saynisch, J., Wenzel, M., Schröter, J. (2011): Assimilation of Earth rotation parameters into a global ocean model: length of day excitation. - Journal of Geodesy, 85, 2, 67-73. https://doi.org/10.1007/s00190-010-0416-0

FOR 584 - Projekt P2 (EROC)

• OMCT-Modell