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TU Berlin

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MuSE

Links: Auf GRACE-Daten basierende Ionosphären/Plasmasphären-Rekonstruktion in der GRACE-Orbitebene. Rechts: Globale 3D Topside-Ionosphären-Rekonstruktion, basierend auf GPS-TEC-Beobachtungen (Schrägsichten) von COSMIC und SWARM.
Lupe

Die Abkürzung MuSE steht für Multi-Satelliten basierte Rekonstruktion der Elektronendichte in der Ionosphäre und Plasmasphäre. Das gemeinsame DLR/GFZ Projekt wird von der DFG im Rahmen des Schwerpunktprogramms 1788 „DynamicEarth” gefördert. Projektverantwortlicher ist Dr. Stefan Heise (heise@gfz-potsdam.de), weitere Kontaktperson ist Prof. Jens Wickert (wickert@gfz-potsdam.de).

Ziel von MuSE ist es, das Verständnis der Struktur und Dynamik des Systems Ionosphäre/Plasmasphäre zu verbessern. Dabei sollen auch Wechselwirkungen mit anderen Geo"sphären" wie Magnetosphäre oder Thermosphäre berücksichtigt werden. Der Fokus von MuSE liegt auf der Entwicklung eines Verfahrens zur Rekonstruktion der räumlichen und zeitlichen Charakteristik der Plasma-Umgebung der Erde, wobei hauptsächlich geneigte GNSS-TEC-Beobachtungen von LEO-Satelliten und andere ergänzende Daten Anwendung finden. Ein besonderer Schwerpunkt liegt dabei auf der Nutzung von Beobachtungen der SWARM-Satellitenkonstellation. Von den Ergebnissen dieser Studie ist ein signifikanter Beitrag zur Verbesserung der Plasmasphärenmodellierung zu erwarten.

Die Hauptziele von MuSE sind:
1. Entwicklung einer mathematisch ausgereiften Methode zur Rekonstruktion der Elektronendichteverteilung in der Topside-Ionosphäre und Plasmasphäre, hauptsächlich basierend auf LEO-GPS und in-situ-Daten.
2. Weiterentwicklung eines bereits vorhandenen, auf CHAMP-Daten basierenden Plasmapausenmodells für SWARM-Anwendungen.
3. Validierung und Kreuz-Vergleiche der Ergebnisse aus den Punkten 1 und 2 und wenn möglich/erforderlich die Nutzung dieser Ergebnisse zur Verbesserung der für die Punkte 1 und 2 verwendeten Strategien.
4. Erarbeitung von Ansätzen zur Einbindung ergänzender Informationen und Daten zur Verbesserung der Genauigkeit und räumlichen Auflösung der Ionosphären/Plasmasphären-Rekonstruktionen, insbesondere zur Integration des neuen Plasmapausenmodells in die Rekonstruktionsprozedur.
5. Evaluierung und Demonstration des Potentials der Ionosphären/Plasma-sphären-Rekonstruktionen für Studien des Weltraumwetters und die Verbesserung der Plasmasphärenmodellierung unter Nutzung der Ergebnisse anderer Projekte aus dem Schwerpunktprogramm „DynamicEarth”.

Referenzen:

[1] Heise, S., N. Jakowski, A. Wehrenpfennig, Ch. Reigber, H. Lühr, (2002): Sounding of the topside ionosphere/plasmasphere based on GPS measurements from CHAMP: Initial results. Geophys. Res. Lett., 29(14), DOI: 10.1029/2002GL014738.    

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