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A multiscale method is introduced using spherical (vector) wavelets for the computation of the earth's magnetic field within source regions of ionospheric and magnetospheric currents. The considerations are essentially based on two geomathematical keystones, namely (i) the Mie representation of solenoidal vector fields in terms of toroidal and poloidal parts and (ii) the Helmholtz decomposition of spherical (tangential) vector fields. Vector wavelets are shown to provide adequate tools for multiscale geomagnetic modelling in form of a multiresolution analysis, thereby completely circumventing the numerical obstacles caused by vector spherical harmonics. The applicability and efficiency of the multiresolution technique is tested with real satellite data.
Wir beschreiben eine Methode zur Approximation von Spannungsgradienten aus diskreten Spannungsdaten. Eine herkömmliche Diskretisierung der Ableitungen aus Funktionswerten führt zu Stabilitätsproblemen, weswegen eine Möglichkeit zur Kontrolle der Ableitungen notwendig ist (Regularisierung). Wir bestimmen zunächst das Funktional der potentiellen Energie und führen zusätzlich ein Fehlerfunktional ein, das die Anpassung an die vorgegebenen diskreten Werte ermöglicht. Durch Gewichtung der beiden Funktionale und Minimierung des Gesamtfunktionals erhält man den gewünschten Ausgleich zwischen der Fehlerkontrolle beim Ableiten einerseits und Kontrolle der Fehler bei den Randwerten andererseits.