Gemeinsame Bestimmung des geomagnetischen Hauptfeldes und des ionosphärischen Variationsfeldes

Ziel des Projektes ist es, gleichzeitig Magnetfeldmodelle des Erdkerns und der Ionosphäre zu bestimmen, mit dem längerfristigen Ziel des Aufbaus eines "umfassenden" Modells des geomagnetischen Feldes. In einem ersten Schritt bauen wir auf die Fortschritte im Verständnis der Ionosphäre, die mit der globalen Modellierung des M-I-T Systems gemacht wurden, um die magnetischen Anteile aus dem Kern und der Ionosphärenströme besser zu trennen. Das magnetische Signal, das in der Ionospäre erzeugt wird, ist besonders schwierig zu handhaben, da Satellitendaten in der Regel nur Informationen aus einem eng begrenzten Ortszeitbereich liefern. Um diese Schwierigkeit zu umgehen, wenden wir eine Technik an, die durch Datenassimilationsmethoden entwickelt wurde und ebenfalls erfolgreich auf Konvektionsstudien des äußeren Erdkerns angewandt wurde. Diese Methode beruht auf der Anwendung eines theoretischen Modells wie das "Upper Atmosphere Model" (UAM), womit eine Statistik der magnetischen Variationen gegenüber dem Hintergrundfeld bestimmt wird. Diese abgeleitete Statistik kann in Form einer Kovarianzmatrix dann direkt in den Prozess der Inversion von Magnetfelddaten eingebunden werden, um die erwarteten Anteile des Kerns und der Ionosphäre zu erhalten. Diese Technik wird auf Daten des deutschen CHAMP Satelliten aus geomagnetischruhigen Perioden angewendet. Als Ausgabe erhalten wir ein Modell des ionosphärischen magnetischen Variationsfeldes, zugeschnitten auf des ausgewählte Intervall und ein Kern-Lithosphärenfeld, für das ein möglicher Leckverlust der ionosphärischen Signale vermieden, oder zumindest reduziert wird. Theoretisch kann diese Methode auch auf die großskaligen Felder magnetosphärischen Ursprungs ausgeweitet werden.

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Prof. Dr. Claudia Stolle
Geomagnetismus

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