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ozeanmodellierung
Wir haben 1 Artikel über ozeanmodellierung gefunden.
Erdrotation – ein Sprungbrett zur Studie von Ozeangezeiten
Kurzfassung
Die zentrale Rolle der Ozeanmodellierung für Problemstellungen der Erdrotation wird anhand von Gezeiteneffekten in der Nutation illustriert. Im Blickpunkt steht eine bis vor kurzem unerklärte Nutationsanomalie jährlicher Periodizität, deren vollständige Erschließung neben sorgfältig validierten atmosphärischen Anregungsgrößen einer globalen numerischen Modellierung sonnensynchroner Gezeitenströmungen und Meereshöhen bedarf. Geeignete Diskretisierung, der Ansatz korrekter Dissipationsmechanismen sowie die explizite Berücksichtigung von Auflast und Selbstanziehung bewegter Wassermassen tragen zur Genauigkeit der Gezeitenlösung bei. Die Methodik der Vorwärtsmodellierung wird in weiterer Folge dafür genutzt, einen Blick über geodätische Anwendungen hinaus zu wagen und Langzeitveränderungen der primären Gezeitenwelle M2 in Zusammenhang mit relativen Meeresspiegelschwankungen zu untersuchen. Vergleiche mit Wasserstandsreihen im Nordwestatlantik zeigen, dass Veränderungen der Ozeantiefe in Bezug zur Kruste typischerweise 20–40% beobachteter Säkularvariationen der M2-Amplitude erklären. Künftige Arbeiten auf dem Gebiet sind dementsprechend dazu angehalten, weitere Einflussfaktoren, wie die Erwärmung von Oberflächenwasser, in die Diskussion von Langzeitschwankungen der Gezeiten einzubinden.
Abstract
The importance of ocean modeling for Earth rotation studies is elucidated based on tidal effects in nutation. Emphasis is given to a prograde annual nutation anomaly related to Sun-synchronous atmospheric and oceanic mass redistributions in the terrestrial system. A full explanation of the anomaly critically relies on forward integration of the shallow water equations with appropriate adjustments for deep-ocean dissipation and the effects of self-attraction and loading. Simulations are subsequently refined to serve a wider range of applications and address long-term changes of the principal M2 ocean tide in response to relative sea level rise. Comparisons with tide gauge records in the Northwest Atlantic indicate that water column depth changes in an expanding ocean typically account for 20–40% of the observed M2 amplitude trends. Future studies of the subject area are encouraged to explore the role of stratification changes and warming surface waters in modulating ocean tides.
Die zentrale Rolle der Ozeanmodellierung für Problemstellungen der Erdrotation wird anhand von Gezeiteneffekten in der Nutation illustriert. Im Blickpunkt steht eine bis vor kurzem unerklärte Nutationsanomalie jährlicher Periodizität, deren vollständige Erschließung neben sorgfältig validierten atmosphärischen Anregungsgrößen einer globalen numerischen Modellierung sonnensynchroner Gezeitenströmungen und Meereshöhen bedarf. Geeignete Diskretisierung, der Ansatz korrekter Dissipationsmechanismen sowie die explizite Berücksichtigung von Auflast und Selbstanziehung bewegter Wassermassen tragen zur Genauigkeit der Gezeitenlösung bei. Die Methodik der Vorwärtsmodellierung wird in weiterer Folge dafür genutzt, einen Blick über geodätische Anwendungen hinaus zu wagen und Langzeitveränderungen der primären Gezeitenwelle M2 in Zusammenhang mit relativen Meeresspiegelschwankungen zu untersuchen. Vergleiche mit Wasserstandsreihen im Nordwestatlantik zeigen, dass Veränderungen der Ozeantiefe in Bezug zur Kruste typischerweise 20–40% beobachteter Säkularvariationen der M2-Amplitude erklären. Künftige Arbeiten auf dem Gebiet sind dementsprechend dazu angehalten, weitere Einflussfaktoren, wie die Erwärmung von Oberflächenwasser, in die Diskussion von Langzeitschwankungen der Gezeiten einzubinden.
Abstract
The importance of ocean modeling for Earth rotation studies is elucidated based on tidal effects in nutation. Emphasis is given to a prograde annual nutation anomaly related to Sun-synchronous atmospheric and oceanic mass redistributions in the terrestrial system. A full explanation of the anomaly critically relies on forward integration of the shallow water equations with appropriate adjustments for deep-ocean dissipation and the effects of self-attraction and loading. Simulations are subsequently refined to serve a wider range of applications and address long-term changes of the principal M2 ocean tide in response to relative sea level rise. Comparisons with tide gauge records in the Northwest Atlantic indicate that water column depth changes in an expanding ocean typically account for 20–40% of the observed M2 amplitude trends. Future studies of the subject area are encouraged to explore the role of stratification changes and warming surface waters in modulating ocean tides.
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VGI_201708_Schindelegger.pdf
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