Analyse der raum-zeitlichen Variationen simulierter ozeanischer Meereshöhenanomalien

Die dynamischen Prozesse im Ozean haben aufgrund der hohen Wärmekapazität von Wasser einen herausragenden Einfluss auf die klimatischen Verhältnisse auf der Erde. Für die Untersuchungen der komplexen Wechselwirkungen mit der Atmosphäre und anderen klimatisch relevanten Teilsystemen wie der kontinentalen Hydrosphäre werden numerische Klimamodelle verwendet. Eine realistische Einschätzung der Resultate dieser Klimamodelle ist allerdings nur nach umfangreicher Validierung mit einer Vielzahl von unterschiedlichen Beobachtungsdaten möglich, zu der unter anderem auch geodätische Messverfahren wertvolle Beiträge liefern können. Unter Verwendung von Topex/Poseidon Altimetermessungen wurden beispielsweise von Kuragano und Kamachi (J. Geophys. Res., 2000) charakteristische Kennzahlen über die raum-zeitliche Variabilität der Meeresoberfläche veröffentlicht. Im Rahmen einer Studienarbeit im Fachgebiet Geodäsie an der Technischen Universität Dresden waren vergleichbare Werte aus simulierten Meereshöhen des Ozeanmodells für Zirkulation und Gezeiten (OMCT) zu bestimmen und mit den altimetrie-basierten Kennzahlen zu vergleichen. Dazu waren für jeden Datenpunkt des numerischen Modellgitters Autokorrelationskoeffizienten in zwei Raum- und einer Zeitkoordinate zu berechnen. Anschließend wurde für jede dieser Punktwolken ein im Sinne der kleinsten Quadrate bestanpassendes dreiachsiges Ellipsoid bestimmt, aus dessen sechs Parametern die entsprechenden Kennzahlen zu zweidimensionalen räumlichen Korrelationslängen, zeitlicher Korrelation und Advektion von Meereoberflächensignalen abgeleitet werden konnten. Dargestellt werden neben einer ersten Einschätzung der Realitätstreue der vorliegenden OMCTSimulationen vor allem die zu lösenden Probleme bei der iterativen Ausgleichung des nichtlinearen Gleichungssystems. Die Wahl des Iterationsverfahrens, der zu verwendenden Näherungswerte und das Festsetzen des Abbruchkriteriums hatten dabei entscheidenden Einfluss auf die Dauer und Anzahl der Iterationsschritte und letztlich den Erfolg der Untersuchungen.