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Titre de série : Updating ESA’s Earth System Model for Gravity Mission Simulation Studies, 2 Titre : Comparison with the Original Model Type de document : Rapport Auteurs : I. Bergmann–Wolf, Auteur ; Robert Dill, Auteur ; E. Forootan, Auteur ; et al., Auteur Editeur : Postdam : GeoForschungsZentrum Postdam Année de publication : 2014 Collection : Scientific technical reports num. 14-08 Importance : 60 p. Format : 21 x 30 cm Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Géodésie physique
[Termes IGN] calotte glaciaire
[Termes IGN] champ de pesanteur terrestre
[Termes IGN] marée océanique
[Termes IGN] masse d'air
[Termes IGN] variabilitéRésumé : (auteur) The ability of any satellite gravity mission concept to monitor mass transport processes in the Earth system is typically tested well ahead of its implementation by means of various simulation studies. Those studies often extend from the simulation of realistic orbits and instrumental data all the way down to the retrieval of global gravity field solution time-series. Basic requirement for all these simulations are realistic representations of the spatio-temporal mass variability in the different sub-systems of the Earth, as a source model for the orbit computations. For such simulations, a suitable source model is required to represent (i) high-frequency (i.e., sub-daily to weekly) mass variability in the atmosphere and oceans, in order to realistically include the effects of temporal aliasing due to non-tidal high-frequency mass variability into the retrieved gravity fields. In parallel, (ii) low-frequency (i.e., monthly to interannual) variability needs to be modelled with realistic amplitudes, particularly at small spatial scales, in order to assess to what extent a new mission concept might provide further insight into physical processes currently not observable. The new source model documented here attempts to fulfil both requirements: Based on ECMWF’s recent atmospheric reanalysis ERA-Interim and corresponding simulations from numerical models of the other Earth system components, it offers spherical harmonic coefficients of the time-variable global gravity field due to mass variability in atmosphere, oceans, the terrestrial hydrosphere including the ice-sheets and glaciers, as well as the solid Earth. Simulated features range from sub-daily to multiyear periods with a spatial resolution of spherical harmonics degree and order 180 over a period of 12 years. In addition to the source model, a de-aliasing model for atmospheric and oceanic high-frequency variability with augmented systematic and random noise is required for a realistic simulation of the gravity field retrieval process, whose necessary error characteristics are discussed. The documentation is organized as follows: The characteristics of the updated ESM along with some basic validation are presented in Volume 1 of this report (Dobslaw et al., 2014). A detailed comparison to the original ESA ESM (Gruber et al., 2011) is provided in Volume 2 (Bergmann-Wolf et al., 2014), while Volume 3 (Forootan et al., 2014) contains a description of the strategy to derive a realistically noisy de-aliasing model for the high-frequency mass variability in atmosphere and oceans. Numéro de notice : 16183 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : POSITIONNEMENT Nature : Rapport d'étude technique Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=75978 Documents numériques
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16183 Updating ESA’s Earth System ModelAdobe Acrobat PDFCombination of modeled short-term angular momentum function forecasts from atmosphere, ocean, and hydrology with 90-day EOP predictions / Robert Dill in Journal of geodesy, vol 87 n° 6 (June 2013)
Titre : Combination of modeled short-term angular momentum function forecasts from atmosphere, ocean, and hydrology with 90-day EOP predictions Type de document : Article/Communication Auteurs : Robert Dill, Auteur ; H. Dobslaw, Auteur ; M. Thomas, Auteur Année de publication : 2013 Article en page(s) : pp 567 - 577 Note générale : Bibliographie Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Géodésie spatiale
[Termes IGN] moment cinétique atmosphérique
[Termes IGN] moment cinétique océanique
[Termes IGN] orientation de la Terre
[Termes IGN] prévisionRésumé : (Auteur) Angular momentum forecasts for up to 10 days into the future, modeled from predicted states of the atmosphere, ocean and continental hydrosphere, are combined with the operational IERS EOP prediction bulletin A to reduce the prediction error in the very first day and to improve the subsequent 90-day prediction by exploitation of the revised initial state and trend information. EAM functions derived from ECMWF short-range forecasts and corresponding LSDM and OMCT simulations can account for high-frequency mass variations within the geophysical fluids for up to 7 days into the future primarily limited by the accuracy of the forecasted atmospheric wind fields. Including these wide-band stochastic signals into the first days of the 90-day statistical IERS predictions reduces the mean absolute prediction error even for predictions beyond day 10, especially for polar motion, where the presently used prediction approach does not include geophysical fluids data directly. In a hindcast experiment using 1 year of daily predictions from May 2011 till July 2012, the mean prediction error in polar motion, compared to bulletin A, is reduced by 32, 12, and 3 % for prediction days 10, 30, and 90, respectively. In average, the prediction error for medium-range forecasts (30–90 days) is reduced by 1.3–1.7 mas. Even for UT1-UTC, where AAM forecasts are already included in IERS bulletin A, we obtain slight improvements of up to 5 % (up to 0.5 ms) after day 10 due to the additional consideration of oceanic angular momentum forecasts. The improved 90-day predictions can be generated operationally on a daily basis directly after the publication of the related IERS bulletin A product finals2000A daily. Numéro de notice : A2013-340 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : POSITIONNEMENT Nature : Article nature-HAL : ArtAvecCL-RevueIntern DOI : 10.1007/s00190-013-0631-6 Date de publication en ligne : 17/03/2013 En ligne : https://doi.org/10.1007/s00190-013-0631-6 Format de la ressource électronique : URL article Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=32478
in Journal of geodesy > vol 87 n° 6 (June 2013) . - pp 567 - 577[article]Exemplaires(1)
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Titre : Erdrotation und globale dynamische Prozesse : Erarbeitet innerhalb des DFG-Forschungsvorhabens "Rotation der Erde" Titre original : [Rotation de la Terre et processus dynamique global, élaboré à l'intérieur du projet DFG de recherche "Rotation de la terre"] Type de document : Monographie Auteurs : Harald Schuh, Auteur ; Robert Dill, Auteur ; H. Greiner-Mai, Auteur ; et al., Auteur Editeur : Francfort sur le Main : Bundesamt für Kartographie und Geodäsie Année de publication : 2003 Collection : Mitteilungen des Bundesamtes für Kartographie und Geodäsie, ISSN 1436-3445 num. 32 Importance : 118 p. Format : 21 x 30 cm ISBN/ISSN/EAN : 978-3-89888-883-7 Langues : Allemand (ger) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Géodésie physique
[Termes IGN] atmosphère terrestre
[Termes IGN] champ de pesanteur terrestre
[Termes IGN] European Terrestrial Reference Frame
[Termes IGN] géodynamique
[Termes IGN] interférométrie
[Termes IGN] rotation de la Terre
[Termes IGN] satellite d'observation de la Terre
[Termes IGN] système de référence géodésiqueIndex. décimale : 30.40 Géodésie physique Résumé : (Auteur) Die Erdrotationsforschung bildet zusammen mit den Arbeiten zur Oberflächengestalt und zum Gravitationsfeld der Erde die "drei Säulen" der Geodäsie. Sie leistet unverzichtbare Beiträge zur Theorie und Realisierung von Referenzsystemen und schafft Einblick in grundlegende physikalische Zusammenhänge und Vorgänge im System Erde. Ein wichtiges Charakteristikum ist das Wechselspiel zwischen Beobachtung, Modellierung und Analyse. Ein zweites ist die Tatsache, dass viele der physikalischen Prozesse, die die Erdrotation beeinflussen, sich auch in der Oberflächengestalt und im Gravitationsfeld der Erde niederschlagen.
Die vorliegende Schrift besteht aus zwei wesentlichen Teilen, der Dokurnentation des Status quo des Erdrotationsforschung (Kap. 2-7) und der Formulierung von neuen Zielen und Aufgaben (Kap. 8-9). Letztere folgen in natürlicher Weise aus den Darstellungen im ersten Teil, zum einen angesichts des zu erwartenden technischen und methodischen Fortschritts bei den Beobachtungs-, Auswerte- und Analyseverfahren, zum anderen auf der Modellseite durch die noch ausstehende konsistente Einbettung der Erdrotation in den Kontext der globalen dynamischen Prozesse.
Alle vorgestellten Forschungsziele (Kap. 8) können in absehbarer Zeit erreicht werden. Sie zeigen deutlich, dass aktuell großer Forschungsbedarf besteht und zahlreiche wichtige Forschungsaufgaben (Kap. 9) zu erledigen sind. Dagegen wurden langfristige Ziele (wie zum Beispiel ein operationelles globales Echtzeit-Erdsystemmodell, für das wesentliche Module erst entwickelt werden müssen) zurückgestellt.
Der erste Entwurf des vorliegenden Papiers wurde im Rahmen des 5. DFGRundgesprächs zum Thema "Erdrotation und globale dynamische Prozesse" am 28.-29. April 2003 in Höllenstein/Bayerischer Wald einem größeren Kreis von Wissenschaftlern vorgestellt und ausgiebig diskutiert. Eingebettet in das Rundgespräch waren zahlreiche wissenschaftlich-fachliche Vorträge über neueste Forschungsergebnisse zum Thema Erdrotation. Die Ergebnisse der Diskussionen des DFG-Rundgesprächs sowie zahlreiche weitere, schriftliche Stellungnahmen wurden im vorliegenden Papier berücksichtigt.
Um die Erdrotationsforschung in Deutschland auf international höchstem Niveau fortführen zu können, müssen die genannten Forschungsschwerpunkte baldmöglichst bearbeitet werden. Dazu sind die in Deutschland vorhandenen Kompetenzen zu koordinieren und optimal zu bündeln, z.B. im Rahmen einer von der DFG finanzierten Forschergruppe, und mit Forschungsarbeiten in Nachbarbereichen wie z.B. zum Erdschwerefeld zu verzahnen. Eine Einbettung in internationale Forschungsaktivitäten ist selbstverständlich.Note de contenu : 1 - Einleitung
2 - Das System Erde und seine Komponenten
2.1 Die Erde und ihr planetares Umfeld
2.2 Komponenten des Systems Erde
2.3 Wechselwirkungen im System Erde mit Einfluss auf die Erdrotation
2.4 Rotation, Deformation und Schwerefeld der Erde
3 - Grundlegende Formalismen zur Beschreibung der Erdrotation
3.1 Newtonsche Theorien
3.2 EulerTheorie des starren Kreisels
3.3 Schichtentheorien
3.4 Lokale Theorien
3.5 Relativistische Formalismen
4 - Referenzsysteme und ihre Realisierung
4.1 Definitionen und Konventionen
4.2 Realisierungen
5 - ModerneVerfahrenzurBestimmungderErdrotation
5.1 Beobachtungsverfahren
5.2 Auswertung
5.3 Kombination und Integration
5.4 Internationale Dienste
6 - Analyse zeitlich und räumlich verteilter Daten
6.1 Deterministische Signale
6.2 Stochastische Signale
7 - Gegenwärtiger Stand der Modellierung
7.1 Modellierung von Erdrotationsschwankungen
7.2 Anregung der Erdrotationsschwankungen
7.3 Vergleich von Modellierung und Messung der Erdrotationsschwankungen
7.4 Erdrotation und Schwerefeld
8 - Identifikation von Forschungszielen
9 - Forschungsaufgaben zum Erreichen der Ziele
9.1 Modellbildung
9.2 Beobachtungsverfahren
9.3 Auswertung der Messungen und Ergebnisanalyse
10 - Zusammenfassung und Ausblick
Die Erdrotationsforschung bildet zusammen mit den Arbeiten zur Oberflächengestalt und zum Gravitationsfeld der Erde die "drei Säulen" der Geodäsie. Sie leistet unverzichtbare Beiträge zur Theorie und Realisierung von Referenzsystemen und schafft Einblick in grundlegende physikalische Zusammenhänge und Vorgänge im System Erde. Ein wichtiges Charakteristikum ist das Wechselspiel zwischen Beobachtung, Modellierung und Analyse. Ein zweites ist die Tatsache, dass viele der physikalischen Prozesse, die die Erdrotation beeinflussen, sich auch in der Oberflächengestalt und im Gravitationsfeld der Erde niederschlagen.
Die vorliegende Schrift besteht aus zwei wesentlichen Teilen, der Dokurnentation des Status quo des Erdrotationsforschung (Kap. 2-7) und der Formulierung von neuen Zielen und Aufgaben (Kap. 8-9). Letztere folgen in natürlicher Weise aus den Darstellungen im ersten Teil, zum einen angesichts des zu erwartenden technischen und methodischen Fortschritts bei den Beobachtungs-, Auswerte- und Analyseverfahren, zum anderen auf der Modellseite durch die noch ausstehende konsistente Einbettung der Erdrotation in den Kontext der globalen dynamischen Prozesse.
Alle vorgestellten Forschungsziele (Kap. 8) können in absehbarer Zeit erreicht werden. Sie zeigen deutlich, dass aktuell großer Forschungsbedarf besteht und zahlreiche wichtige Forschungsaufgaben (Kap. 9) zu erledigen sind. Dagegen wurden langfristige Ziele (wie zum Beispiel ein operationelles globales Echtzeit-Erdsystemmodell, für das wesentliche Module erst entwickelt werden müssen) zurückgestellt. Der erste Entwurf des vorliegenden Papiers wurde im Rahmen des 5. DFGRundgesprächs zum Thema "Erdrotation und globale dynamische Prozesse" am 28.-29. April 2003 in Höllenstein/Bayerischer Wald einem größeren Kreis von Wissenschaftlern vorgestellt und ausgiebig diskutiert. Eingebettet in das Rundgespräch waren zahlreiche wissenschaftlich-fachliche Vorträge über neueste Forschungsergebnisse zum Thema Erdrotation. Die Ergebnisse der Diskussionen des DFG-Rundgesprächs sowie zahlreiche weitere, schriftliche Stellungnahmen wurden im vorliegenden Papier berücksichtigt. Um die Erdrotationsforschung in Deutschland auf international höchstem Niveau fortführen zu können, müssen die genannten Forschungsschwerpunkte baldmöglichst bearbeitet werden. Dazu sind die in Deutschland vorhandenen Kompetenzen zu koordinieren und optimal zu bündeln, z.B. im Rahmen einer von der DFG finanzierten Forschergruppe, und mit Forschungsarbeiten in Nachbarbereichen wie z.B. zum Erdschwerefeld zu verzahnen. Eine Einbettung in internationale Forschungsaktivitäten ist selbstverständlich.Numéro de notice : 15110 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : POSITIONNEMENT Nature : Monographie Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=55061 Exemplaires(2)
Code-barres Cote Support Localisation Section Disponibilité 15110-01 30.40 Livre Centre de documentation Géodésie Disponible 15110-02 30.40 Livre Centre de documentation Géodésie Disponible
Titre : Der Einfluss von Sekundäreffekten auf die Rotation der Erde Titre original : [L'influence des effets secondaires sur la rotation de la Terre] Type de document : Thèse/HDR Auteurs : Robert Dill, Auteur Editeur : Munich : Bayerische Akademie der Wissenschaften Année de publication : 2002 Collection : DGK - C Sous-collection : Dissertationen num. 550 Importance : 100 p. Format : 21 x 30 cm ISBN/ISSN/EAN : 978-3-7696-9589-2 Note générale : Bibliographie Langues : Allemand (ger) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Géodésie physique
[Termes IGN] International Earth Rotation Service
[Termes IGN] modèle de déformation tectonique
[Termes IGN] rotation de la Terre
[Termes IGN] théorème de LiouvilleIndex. décimale : 30.40 Géodésie physique Résumé : (Auteur) Exogenous and endogenous forces lead to mass redistributions of the Earth, what causes variations of Earth rotation. With respect to the terrestrial reference frame, the changes of the direction of the rotational axis can be viewed as polar motion, the changes of the rotational speed can be observed as variation of the length of day. Today, such changes can be measured very accurately by space geodetic techniques. Therefore, more exact models of the Earth rotation are needed, if we want to compare the modelled variations of Earth rotation with the observed ones. The effects of mass redistributions in the atmosphere and ocean are often investigated whereas this study focusses on the smaller, socalled secondary effects. The influence of groundwater storage or surface load deformations are counted among. In order to estimate these secondary effect the linearization of the Liouville equations was tested regarding the small mass redistributions and an adequate gyroscopic model for the simulation of polar motion and changes in length of day was developed. By this model the influence of mass redistribution and of mass movement itself on the tensor of inertia and on the rotational vector of the Earth could be studied. This is called the direct effect.
Additionally, the deformation due to mass loads also causes small changes of the tensor of inertia. Thus, mass redistribution can have an indirect influence on Earth rotation by loading the Earth's surface. At first it is necessary to calculate the surface deformation due to the mass load itself using Greens functions. In a second step a three-dimensional deformation model was developed to extrapolate from the surface deformation into the Earth's crust and mantle. Assuming a plate flexure of the lithosphere, which displaces the more viscous asthenosphere under it, the changes in the tensor of inertia could be derived.
With these models for the direct and the indirect effect the influence of various secondary effects on Earth rotation could be simulated. The biggest influence is supposed to be due to large hydrological masses. Therefore the influences of groundwater storage, snow coverage, the drying up of the Lake Aral and the Three Gorges Dam, which is under construction right now, were estimated. Considerations of biological mass distributions such as the growth of plants and the carbon cycle were added.
From these calculations the magnitude of each secondary effect was estimated. However, a detailed discussion of each single effect shows for the future, that we need a more accurate description of the mass redristributions. Until now the available hydrological data are very inhomogeneous. The primary effects, i.e. atmospheric and oceanic excitations cannot be modelled precisely enough. Finally, the different primary and secondary effects were combined and compared with the observed Earth rotation parameters. This allows first conclusions about the quality of a special model.
In future, new satellite missions will provide much more accurate data of mass redistributions. Then the whole hydrological cycle will become more and more important to close the gap between observed and modelled variations of Earth rotation. The establishment of the new Global Geophysical Fluids Centre (GGFC) within the International Earth Rotation Service (IERS) in 1999 demonstrates the necessity to provide a consistent data base and to collect all data about fluid masses in system Earth. Within the last two years seven special bureaus for atmosphere, ocean, tides, hydrology, Earth mantle, Earth core and gravity/geocenter were formed. Henceforth, much more detailed predications of the influence of secondary effects on Earth rotation will be possible in the future. This thesis should serve as an initial project in this context.
Along with a better knowledge of the direct effects the indirect effects will gain importance. The results of the indirect influence of snow and ocean loading show some essential differences between the traditional calculation by means of load Love numbers and the calculation of the deformation using Greens functions the approach developed in this work. The comparison of both methods indicates that the simple correction with the load Love number is insufficient in most cases. The new approach used in this thesis seams to be more appropriate.Numéro de notice : 13119 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : POSITIONNEMENT Nature : Thèse étrangère Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=54887 Exemplaires(1)
Code-barres Cote Support Localisation Section Disponibilité 13119-01 30.40 Livre Centre de documentation Géodésie Disponible
