Untersuchung von geophysikalischen Auflasteffekten mit der VLBI

Abstract

Die Aufgabe dieser Arbeit ist die Untersuchung von geophysikalischen Auflasteffekten mittels Very Long Baseline Interferometry (VLBI). Als geophysikalische Auflasteffekte werden die ozeanischen, atmosphärischen und hydrologischen Massenumverteilungen bezeichnet. Diese haben einen Einfluss auf die Variation der Koordinaten der VLBI Station. Hauptsächlich werden geophysikalische Auflasteffekte in den Höhenkoordinaten der Stationen sichtbar. Die Einflüsse an den Stationen können recht unterschiedlich sein, je nach dem in welchem Breitengrad (atmosphärische Auflasteffekte) und in welcher Entfernung zum Meer (ozeanische Auflasteffekte) und zu Gebieten mit großer variabler Wasserspeicherung von Bodenwasser, Grundwasser, Schnee und Eis, sowie von Flüssen, Seen und Feuchtgebieten (hydrologische Auflasteffekte) die VLBI Stationen stehen. Für diese Untersuchung werden VLBI Beobachtungen aus den Jahren 2000 bis 2012 von 118 Stationen herangezogen und mit VieVS und Matlab untersucht. Aus diesen Stationen werden all jene ausgewählt, die mindestens drei Jahre kontinuierlich gemessen haben. Für die 20 ausgewählten Stationen werden die Koordinatenzuschläge mit und ohne geophysikalischen Korrekturmodellen geplottet und verglichen. Durch die Schätzung einer jährlichen und halbjährlichen Schwingung, sowie der Standardabweichung, werden Aussagen über den Einfluss der geophysikalischen Auflasteffekte getroffen. Das Ergebnis ist, je nach Standort der VLBI Station, der unterschiedliche Einfluss der geophysikalischen Auflasteffekte in der Höhenkomponente der Stationskoordinaten. Allgemein lässt sich sagen, dass sich geophysikalische Auflasteffekte unterschiedlich stark auf die Höhenkoordinate der verschiedenen VLBI Stationen auswirken. Geophysikalischen Korrekturmodelle führen im allgemeinen zu Verbesserungen der Standardabweichung der Koordinatenzuschläge der Höhenkoordinate und der Amplituden der jährlichen und halbjährlichen Schwingung und sie sind daher bei allen Beobachtungen und Berechnungen anzubringen.

The Master's thesis analyses geophysical loading effects using Very Long Baseline Interferometry (VLBI). Geophysical loading effects are mass redistributions of the ocean, the atmosphere and the hydrology. These effects influence the coordinates of the measuring stations. The main focus is on the station altitude. Various factors such as latitude (atmospheric loading), wetlands (hydrology loading), huge lakes (ocean loading) and distance to the sea (ocean loading), have an impact on the measuring stations. For this analysis, data from 2000 to 2012 was examined. Observations from 118 different stations were evaluated with Vienna VLBI Software (VieVS) and Matlab. Not all of these stations offered useful data for the analysis. Continuous measurements of at least three years are a requirement for reasonable calculations. The variations of the coordinates are plotted with or without geophysical correction models. These figures are compared to one another to show the different influences of the geophysical loading effects. The influence of the geophysical loading effects is examined by means of the standard deviation, an annual and a semiannual oscillation. Geophysical correction models generally improve the deviation of both, the corrections of the coordinates and the amplitudes of the annual/semiannual oscillations. As a result, the geophysical correction models are highly important and should be used for all observations and calculations.