Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

QUEST - Hochpräzises Schwerefeldmodell für Deutschland

03.05.2011
Wissenschaftler in Hannover kombinieren Satellitendaten mit Messungen auf der Erde

Die europäische Weltraumorganisation ESA hat Ende März ein neues Schwerefeldmodell der Erde veröffentlicht. Es basiert auf den Daten des Satelliten GOCE und zeigt ein beeindruckendes Bild der räumlichen Schwerevariationen der Erde mit einer bisher nicht erreichten Präzision. Die Oberfläche der Erde wird durch Schwerkraft geformt. Weil diese nicht überall gleich ist, machen sich Gebiete mit geringerer Anziehungskraft als „Dellen“, diejenigen mit stärkerer Anziehungskraft als „Beulen“ bemerkbar. Wenn man die Erde als Schwerefeld darstellt, ist sie also nicht kugelförmig, sondern erinnert eher an eine Kartoffel.


Schwerefeldmission GOCE der ESA.
Abbildung: European Space Agency ESA

Das Schwerefeldmodell soll unter anderem helfen, das Verständnis für komplexe Vorgänge auf der Erde wie beispielsweise der globalen Ozeanzirkulation und der damit verbundenen Klimavorgänge auf der Erde deutlich zu verbessern. Im Exzellenzcluster QUEST (Centre for Quantum Engineering and Space-Time Research) an der Leibniz Universität Hannover gehen die Wissenschaftler jetzt noch einen Schritt weiter. Am Institut für Erdmessung kombinieren sie die Schwerefeldmodelle aus den Satellitendaten mit eigenen Modellen, die durch Messungen an der Erdoberfläche gewonnen wurden. Die daraus resultierenden regionalen Schwerefeldmodelle weisen für Deutschland eine hohe räumliche Auflösung und eine Präzision im Zentimeterbereich auf.

Das Schwerefeld der Erde wird oft in Form eines Modells von Schwereanomalien oder sogenannten (Quasi-)Geoidhöhen dargestellt. Diese regionalen Abweichungen im Schwerefeld ergeben sich durch Unregelmäßigkeiten in der Erdkruste, da die Massen zum Beispiel in Gebirgen oder den Kontinentalplatten nicht gleichmäßig verteilt sind und somit die Erdanziehungskraft auf der Erdoberfläche beeinflussen. Die europäische Weltraumorganisation ESA hat im März 2009 den Satelliten GOCE (Gravity Field and Steady-State Ocean Circulation Explorer) mit dem Ziel gestartet, das statische Schwerefeld der Erde mit Hilfe von innovativer Messtechnik, einem Ensemble an Beschleunigungsmessern - dem so genannten Schwerefeld-Gradiometer zu bestimmen. GOCE wurde speziell für eine bislang unerreichte Genauigkeit bei maximaler räumlich-spektraler Auflösung des Erdschwerefeldes konzipiert.

Die Datenerfassung aus dem All hat allerdings eine Grenze, die derzeit auf der Erdoberfläche bei einer räumlichen Auflösung von etwa 100 Kilometern liegt. Für eine bessere Auflösung werden daher noch andere Messwerte benötigt. „Hier helfen uns Messungen mit Sensoren an der Erdoberfläche, die sehr genau auch kleinräumige Schwerefeldstrukturen aufzeigen können“, erklärt Prof. Dr. Jürgen Müller, Leiter des Instituts für Erdmessung der Leibniz Universität Hannover. Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler in Hannover überprüfen dafür die globalen Schwerefeldmodelle aus den Satellitendaten mit hochgenauen, terrestrischen Schwerefelddaten aus Deutschland. Das derzeit am Institut für Erdmessung entwickelte (Quasi-)Geoidmodell für Deutschland, das durch die Kombination der Daten besser sein wird als jedes andere zuvor, wird in Zukunft als neues Höhenreferenzsystem für die Normalhöhe Null dienen. Die Informationen werden für vielfältige Anwendungen in der Geodäsie, wie zum Beispiel bei der Landesvermessung, der Navigation oder bei Deformationsmessungen benötigt. „Aber auch im Bauwesen, zum Beispiel bei größeren Überland-Bauvorhaben wie Stromtrassen, Pipelines oder Wasserleitungen wird das neue Modell sehr hilfreich sein“, so Müller weiter.

Die gewonnenen Erkenntnisse sollen auch genutzt werden, um die Beobachtungskonzepte mit Hilfe von Satelliten weiter zu verbessern. Innerhalb des Exzellenzclusters QUEST arbeiten die Forscherinnen und Forscher bereits an neuen Technologien für zukünftige Schwerefeldmissionen. Es werden neuartige Messsysteme, wie Laserinterferometer oder optische und atominterferometrische Beschleunigungssensoren, für die nächste Generation von Satelliten entwickelt, die eine weitere Steigerung in der räumlichen und zeitlichen Auflösung des globalen Schwerefeldes ermöglichen und dann selbst kleine Massenvariationen im Erdsystem, beispielsweise Veränderungen in den sibirischen Permafrostgebieten, erfassen können.

Weitere Informationen:

http://www.ife.uni-hannover.de/forschung/forschung-start.html
http://www.questhannover.de/de/forschung/raum-zeit-forschung/precision-geodesy-on-earth-and-in-space/

Der Exzellenzcluster QUEST (Centre for Quantum Engineering and Space-Time-Research) wird seit November 2007 innerhalb der Exzellenzinitiative von Bund und Ländern gefördert. Die Hauptforschungsbereiche des Clusters sind das Quanten-Engineering und die Raum-Zeit-Forschung. Beteiligt sind sechs Institute der Leibniz Universität Hannover sowie die folgenden externen Partner: Das Max-Planck-Institut für Gravitationsphysik (Albert-Einstein-Institut) mit dem Gravitationswellendetektor GEO600, das Laser Zentrum Hannover e.V., die Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB) in Braunschweig und das Zentrum für angewandte Raumfahrttechnologie und Mikrogravitation (ZARM) in Bremen.

Jessica Lumme | Leibniz Universität Hannover
Weitere Informationen:
http://www.uni-hannover.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Geowissenschaften:

nachricht Neues Forschungsspecial zu Meeren, Ozeanen und Gewässern
18.01.2017 | Hochschule für Angewandte Wissenschaften Hamburg

nachricht Wasser - der heimliche Treiber des Kohlenstoffkreislaufs?
17.01.2017 | Max-Planck-Institut für Biogeochemie

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Geowissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Innovatives Hochleistungsmaterial: Biofasern aus Florfliegenseide

Neuartige Biofasern aus einem Seidenprotein der Florfliege werden am Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung IAP gemeinsam mit der Firma AMSilk GmbH entwickelt. Die Forscher arbeiten daran, das Protein in großen Mengen biotechnologisch herzustellen. Als hochgradig biegesteife Faser soll das Material künftig zum Beispiel in Leichtbaukunststoffen für die Verkehrstechnik eingesetzt werden. Im Bereich Medizintechnik sind beispielsweise biokompatible Seidenbeschichtungen von Implantaten denkbar. Ein erstes Materialmuster präsentiert das Fraunhofer IAP auf der Internationalen Grünen Woche in Berlin vom 20.1. bis 29.1.2017 in Halle 4.2 am Stand 212.

Zum Schutz des Nachwuchses vor bodennahen Fressfeinden lagern Florfliegen ihre Eier auf der Unterseite von Blättern ab – auf der Spitze von stabilen seidenen...

Im Focus: Verkehrsstau im Nichts

Konstanzer Physiker verbuchen neue Erfolge bei der Vermessung des Quanten-Vakuums

An der Universität Konstanz ist ein weiterer bedeutender Schritt hin zu einem völlig neuen experimentellen Zugang zur Quantenphysik gelungen. Das Team um Prof....

Im Focus: Traffic jam in empty space

New success for Konstanz physicists in studying the quantum vacuum

An important step towards a completely new experimental access to quantum physics has been made at University of Konstanz. The team of scientists headed by...

Im Focus: Textiler Hochwasserschutz erhöht Sicherheit

Wissenschaftler der TU Chemnitz präsentieren im Februar und März 2017 ein neues temporäres System zum Schutz gegen Hochwasser auf Baumessen in Chemnitz und Dresden

Auch die jüngsten Hochwasserereignisse zeigen, dass vielerorts das natürliche Rückhaltepotential von Uferbereichen schnell erschöpft ist und angrenzende...

Im Focus: Wie Darmbakterien krank machen

HZI-Forscher entschlüsseln Infektionsmechanismen von Yersinien und Immunantworten des Wirts

Yersinien verursachen schwere Darminfektionen. Um ihre Infektionsmechanismen besser zu verstehen, werden Studien mit dem Modellorganismus Yersinia...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Mittelstand 4.0 – Mehrwerte durch Digitalisierung: Hintergründe, Beispiele, Lösungen

20.01.2017 | Veranstaltungen

Nachhaltige Wassernutzung in der Landwirtschaft Osteuropas und Zentralasiens

19.01.2017 | Veranstaltungen

Künftige Rohstoffexperten aus aller Welt in Freiberg zur Winterschule

18.01.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

21.500 Euro für eine grüne Zukunft – Unserer Umwelt zuliebe

20.01.2017 | Unternehmensmeldung

innovations-report im Interview mit Rolf-Dieter Lafrenz, Gründer und Geschäftsführer der Hamburger Start ups Cargonexx

20.01.2017 | Unternehmensmeldung

Niederlande: Intelligente Lösungen für Bahn und Stahlindustrie werden gefördert

20.01.2017 | Förderungen Preise