Wavelet Modelling of Regional and Temporal Variations of the Earth´s Gravitational Potential

  • This work is dedicated to the wavelet modelling of regional and temporal variations of the Earth's gravitational potential observed by GRACE. In the first part, all required mathematical tools and methods involving spherical wavelets are introduced. Then we apply our method to monthly GRACE gravity fields. A strong seasonal signal can be identified, which is restricted to areas, where large-scale redistributions of continental water mass are expected. This assumption is analyzed and verified by comparing the time series of regionally obtained wavelet coefficients of the gravitational signal originated from hydrology models and the gravitational potential observed by GRACE. The results are in good agreement to previous studies and illustrate that wavelets are an appropriate tool to investigate regional time-variable effects in the gravitational field.
  • Diese Arbeit untersucht die aus GRACE Satellitendaten beobachteten, zeitlichen wie räumlichen Veränderungen des Gravitationsfelds der Erde. Dazu werden zunächst alle benötigten mathematischen Hilfsmittel eingeführt, wie z.B. sphärische Wavelets. Im weiteren werden diese auf GRACE Gravitationsfelder angewendent. Dabei beobachet man starke regionale und saisonale Signale, die im weiteren mit dem durch Hydrologie induzierten Massentransport in Verbindung gebracht werden können. Zum Vergleich wird aus zwei Hydrologiemodellen das Schweresignal in Waveletkoeffizienten errechnet. Die Zeitreihen der Waveletkoeffizienten von den Hydrologiemodellen LaD und CPC zeigen einer sehr gute Übereinstimmung mit den Waveletkoeffizienten aus dem GRACE Schweresignal. Diese Ergebnisse sind in sehr guter Übereinstimmung mit bisher bekannten Arbeiten, und demonstrieren, daß sphärische Wavelets ein hervorragendes Mittel zur Analyse von regionalen und zeitlicher Änderungen des Erdschwerefelds sind.

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Metadaten
Author:Martin J. Fengler, Willi Freeden, Annika Kohlhaas, Volker Michel, Thomas Peters
URN (permanent link):urn:nbn:de:hbz:386-kluedo-13763
Serie (Series number):Schriften zur Funktionalanalysis und Geomathematik (21)
Document Type:Preprint
Language of publication:English
Year of Completion:2005
Year of Publication:2005
Publishing Institute:Technische Universität Kaiserslautern
Creating Corporation:TU Kaiserslautern
Tag:GRACE ; Hydrologie; Sphärische Wavelets ; Zeitliche Veränderungen
GRACE ; Gravitational Field ; Hydrological Gravity Variations; Spherical Wavelets
GND-Keyword:Geodätischer Satellit; Gravitationsfeld ; Wavelet-Analyse
Source:Journal of Geodesy, Vol. 81, Nr. 1 (2007), 5-15
Faculties / Organisational entities:Fachbereich Mathematik
DDC-Cassification:510 Mathematik

$Rev: 12793 $