Centre dedocumentation
scientifique

Time variable Earth’s gravity field from SLR satellites / Krzysztof Sosnica in Journal of geodesy, vol 89 n° 10 (october 2015)  

Public [article]  inJournal of geodesy > vol 89 n° 10 (october 2015) . - pp 945 - 960 Titre : Time variable Earth’s gravity field from SLR satellites Type de document : Article/Communication Auteurs : Krzysztof Sosnica, Auteur ; Adrian Jäggi, Auteur ; Ulrich Meyer, Auteur ; et al., Auteur Année de publication : 2015 Article en page(s) : pp 945 - 960 Note générale : bibliographie Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Géodésie physique [Termes descripteurs IGN] analyse comparative [Termes descripteurs IGN] champ de pesanteur terrestre [Termes descripteurs IGN] données GRACE [Termes descripteurs IGN] masse d'air [Termes descripteurs IGN] masse d'eau [Termes descripteurs IGN] masse de la Terre Résumé : (auteur) The time variable Earth’s gravity field contains information about the mass transport within the system Earth, i.e., the relationship between mass variations in the atmosphere, oceans, land hydrology, and ice sheets. For many years, satellite laser ranging (SLR) observations to geodetic satellites have provided valuable information of the low-degree coefficients of the Earth’s gravity field. Today, the Gravity Recovery and Climate Experiment (GRACE) mission is the major source of information for the time variable field of a high spatial resolution. We recover the low-degree coefficients of the time variable Earth’s gravity field using SLR observations up to nine geodetic satellites: LAGEOS-1, LAGEOS-2, Starlette, Stella, AJISAI, LARES, Larets, BLITS, and Beacon-C. We estimate monthly gravity field coefficients up to degree and order 10/10 for the time span 2003–2013 and we compare the results with the GRACE-derived gravity field coefficients. We show that not only degree-2 gravity field coefficients can be well determined from SLR, but also other coefficients up to degree 10 using the combination of short 1-day arcs for low orbiting satellites and 10-day arcs for LAGEOS-1/2. In this way, LAGEOS-1/2 allow recovering zonal terms, which are associated with long-term satellite orbit perturbations, whereas the tesseral and sectorial terms benefit most from low orbiting satellites, whose orbit modeling deficiencies are minimized due to short 1-day arcs. The amplitudes of the annual signal in the low-degree gravity field coefficients derived from SLR agree with GRACE K-band results at a level of 77 %. This implies that SLR has a great potential to fill the gap between the current GRACE and the future GRACE Follow-On mission for recovering of the seasonal variations and secular trends of the longest wavelengths in gravity field, which are associated with the large-scale mass transport in the system Earth. Numéro de notice : A2015-878 Thématique : POSITIONNEMENT Nature : Article nature-HAL : ArtAvecCL-RevueIntern En ligne : http://link.springer.com/article/10.1007/s00190-015-0825-1/fulltext.html Format de la ressource électronique : URL article Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=79410 [article]

Comparisons of atmospheric mass variations derived from ECMWF reanalysis and operational fields, over 2003–2011 / E. Forootan in Journal of geodesy, vol 88 n° 5 (May 2014)  

Public [article]  inJournal of geodesy > vol 88 n° 5 (May 2014) . - pp 503 - 514 Titre : Comparisons of atmospheric mass variations derived from ECMWF reanalysis and operational fields, over 2003–2011 Type de document : Article/Communication Auteurs : E. Forootan, Auteur ; Olga Didova, Auteur ; M. Schumacher, Auteur ; J. Kusche, Auteur ; B. Elsaka, Auteur Année de publication : 2014 Article en page(s) : pp 503 - 514 Note générale : Bibliographie Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Applications de géodésie spatiale [Termes descripteurs IGN] analyse comparative [Termes descripteurs IGN] analyse diachronique [Termes descripteurs IGN] atmosphère terrestre [Termes descripteurs IGN] données GRACE [Termes descripteurs IGN] levé gravimétrique [Termes descripteurs IGN] masse d'air [Termes descripteurs IGN] variation Résumé : (Auteur) There are two spurious jumps in the atmospheric part of the Gravity Recovery and Climate Experiment-Atmosphere and Ocean De-aliasing level 1B (GRACE-AOD1B) products, which occurred in January-February of the years 2006 and 2010, as a result of the vertical level and horizontal resolution changes in the ECMWFop (European Centre for Medium-Range Weather Forecasts operational analysis). These jumps cause a systematic error in the estimation of mass changes from GRACE time-variable level 2 products, since GRACE-AOD1B mass variations are removed during the computation of GRACE level 2. In this short note, the potential impact of using an improved set of 6-hourly atmospheric de-aliasing products on the computations of linear trends as well as the amplitude of annual and semi-annual mass changes from GRACE is assessed. These improvements result from 1) employing a modified 3D integration approach (ITG3D), and 2) using long-term consistent atmospheric fields from the ECMWF reanalysis (ERA-Interim). The monthly averages of the new ITG3D-ERA-Interim de-aliasing products are then compared to the atmospheric part of GRACE-AOD1B, covering January 2003 to December 2010. These comparisons include the 33 world largest river basins along with Greenland and Antarctica ice sheets. The results indicate a considerable difference in total atmospheric mass derived from the two products over some of the mentioned regions. We suggest that future GRACE studies consider these through updating uncertainty budgets or by applying corrections to estimated trends and amplitudes/phases Numéro de notice : A2014-258 Thématique : POSITIONNEMENT Nature : Article nature-HAL : ArtAvecCL-RevueIntern DOI : 10.1007/s00190-014-0696-x date de publication en ligne : 07/02/2014 En ligne : https://doi.org/10.1007/s00190-014-0696-x Format de la ressource électronique : URL article Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=33161 [article]

Réservation

Réserver ce document

Exemplaires (1)

Code-barres	Cote	Support	Localisation	Section	Disponibilité
266-2014051	SL	Revue	Centre de documentation	Revues en salle	Disponible

Updating ESA’s Earth System Model for Gravity Mission Simulation Studies, 2. Comparison with the Original Model / I. Bergmann–Wolf (2014) 

Public 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 ; R. 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 descripteurs IGN] calotte glaciaire [Termes descripteurs IGN] champ de pesanteur terrestre [Termes descripteurs IGN] marée océanique [Termes descripteurs IGN] masse d'air [Termes descripteurs IGN] variabilité Résumé : (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 Thématique : POSITIONNEMENT Nature : Rapport d'étude technique Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=75978

Documents numériques

en open access 16183 Updating ESA’s Earth System Model Adobe Acrobat PDF

Etude et modélisation des changements de masse dans l'atmosphère martienne et influence sur le climat de mars / Pierre-Yves Decavele (2006)

Public Titre : Etude et modélisation des changements de masse dans l'atmosphère martienne et influence sur le climat de mars Type de document : Mémoire Auteurs : Pierre-Yves Decavele, Auteur Editeur : Champs-sur-Marne : Ecole nationale des sciences géographiques ENSG Année de publication : 2006 Importance : 65 p. Format : 21 x 30 cm Note générale : Bibliographie Rapport de projet pluridisciplinaire, cycle des ingénieurs diplômés de l'ENSG 2ème année (IT2) Langues : Français (fre) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Astrophysique [Termes descripteurs IGN] atmosphère de planète [Termes descripteurs IGN] climat [Termes descripteurs IGN] dioxyde de carbone [Termes descripteurs IGN] eau [Termes descripteurs IGN] effet de serre [Termes descripteurs IGN] Mars (planète) [Termes descripteurs IGN] masse d'air [Termes descripteurs IGN] modèle physique [Termes descripteurs IGN] pression atmosphérique Index. décimale : PROJET Rapports de projet - stage des ingénieurs de 2e année Résumé : (Auteur) Ce stage avait pour but de modéliser les phénomènes de changement de masse survenus au cours de l'histoire de Mars. Ces phénomènes ont eu pour conséquence une diminution de la pression atmosphérique. Après avoir modélisé le sputtering et les impacts (départ d'atmosphère dû aux grosses météorites et arrivée de C0 par toutes les météorites), une balance de C0 a été réalisée. Après avoir converti cette balance en variation de pression atmosphérique, on a obtenu deux scénarios de variation de pression. Le premier est un scénario avec une pression originelle martienne de 1 bar, le second avec une pression originelle de 10 bar. Le stage s'est orienté vers une étude de possibilité d'eau liquide à la surface de Mars. Les différentes modélisations réalisées nous donnent une période d'eau liquide à la surface de Mars variant de 50 à 500 millions d'années. Ces résultats semblent s'accorder avec la littérature scientifique sur le sujet. Note de contenu : 1. PRESENTATION DE LA PLANETE MARS 1.1 Paramètres orbitaux 1.2 Atmosphère - Climat 1.3 Topographie 2. EXPOSE DU PROBLEME A RESOUDRE 3. MOYENS 3.1 Programme préexistant 3.2 Littérature (modèles) 4. MODELISATIONS DES PHENOMENES DE PERTE 4.1 Modélisation du sputtering 4.2 Modélisation du phénomène des impacts 4.3 Sommation des modélisations 5 INTEGRATION AUX MODELES EXISTANTS 5.1 Modèle d'effet de serre 5.2 Intégration au modèle de température de Pollack 5.3 Intégration au programme de P. Hauran 5.4 Intégration au modèle LMD-1D 6. RESULTATS OBTENUS 6.1 Résultats basés sur le modèle de Pollack 6.2 Résultats basés sur le programme de P. Haurant 6.3 Résultats basés sur le LMD-1D 6.4 Analyse des dîfférents résultats 7. COMPARAISON AVEC LA LITTERATURE 7.1 Validation des deux scénarios déterminés 7.2 Validation des résultats sur l'eau liquide Numéro de notice : 23854 Thématique : POSITIONNEMENT Nature : Mémoire de projet pluridisciplinaire Organisme de stage : Observatoire Royal de Belgique ORB Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=51554

Réservation

Réserver ce document

Exemplaires (2)

Code-barres	Cote	Support	Localisation	Section	Disponibilité
23854-01	PROJET	Livre	Centre de documentation	Travaux d'élèves	Disponible
23854-02	PROJET	Livre	Centre de documentation	Travaux d'élèves	Disponible

Modelling of the gravimetric effects induced by vertical air mass shifts / D. Simon (2003)

Public Titre : Modelling of the gravimetric effects induced by vertical air mass shifts Type de document : Monographie Auteurs : D. Simon, 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. 21 Importance : 100 p. Format : 21 x 30 cm ISBN/ISSN/EAN : 978-3-89888-001-5 Note générale : Bibliographie Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Géodésie physique [Termes descripteurs IGN] anomalie de pesanteur [Termes descripteurs IGN] champ de pesanteur terrestre [Termes descripteurs IGN] masse d'air [Termes descripteurs IGN] modèle atmosphérique Résumé : (Auteur) The superconducting gravimeters used within the framework of the Global Geodynamic Project (GGP) performed for the determination of the temporal variations of the gravity field nowadays have a resolution in the NanoGal range and drift rates of only a few µgal/year. This has led to an improvement of the chances to achieve a more precise model-related acquisition of the global gravity field, allowing also gravity field components with lower amplitudes having hitherto remained unconsidered to be modelled and identified by means of the relevant measuring series. These components comprise also the effects of vertical air mass displacements computed on the basis of radiosonde data, which are dealt with in the present contribution. In section 2 first the two models used for demonstrating this effect are described including the geophysical and meteorological fundamentals of modelling. Subsequently, the procram system AMACON developed for this purpose and the single computational steps are explained by test examples (section 3). Following this method, in section 4 the gravity variations caused by vertical air mass displacements in Europe and at the North American East coast for the observation period 1998-2000 are modelled with a sampling rate of 24 hours, for which purpose the measuring data sets of 16 European and 12 American radiosonde stations were used. These data are supplemented by the model curve of a radiosonde station (Neumayer Station, Antarctica) situated on the southern hemisphere, whose seasonal component is deferred, as expected, by 6 months. The data obtained on the order of magnitude of this effect constitute the most important outcome of this modelling project performed on a large regional level. It becomes evident that this gravity component cannot be neglected on any European or North American gravimeter station, given that both its short-period components (period range: 3-50 days) and its seasonal components reach in those areas double amplitudes of 1,5-2,0µgGal. In section 5 the evidence of the modelled gravity effect in gravimetric measuring series is discussed. For this purpose, the data series of the two BKG stations Bad Homburg and Medicina were made use of, which had been subjected to a closer analysis beforehand. It proves that the chances of identifying and eliminating the gravity variations caused by vertical air mass displacements are not so small at all. However, in order to be successful in pursuing this objective the components of the local, regional, and global gravity components as a result of horizontal air mass displacements must be removed more accurately from the measuring series than hitherto, which will now be facilitated when using as basis the current prediction models LM (Local Model) and GME (Global Model) provided by the German Meteorological Service (GMS). Numéro de notice : 13153 Thématique : POSITIONNEMENT Nature : Monographie Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=54896

Réservation

Réserver ce document

Exemplaires (2)

Code-barres	Cote	Support	Localisation	Section	Disponibilité
13153-02	30.42	Livre	Centre de documentation	Géodésie	Disponible
13153-01	30.42	Livre	Centre de documentation	Géodésie	Disponible

Mesoscale meteorological modeling / R.A. Pielke (2002)

Permalink

Meteorology for scientists and engineers / R.B. Stull (2000)

Permalink

Exercices in meteorology, second edition / R.A. Paul (1996)

Permalink