Entwickling eines 2D adaptiven Finite Elemente Inversions Algorithmus für den Differentiellen Elektrischen Dipol

• Antragsteller: Dr. Amir Haroon
• Fachliche Zuordnung: Physik des Erdkörpers
• Förderung: Förderung von 2017 bis 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 389727048

Zur Erhöhung der lateralen Auflösung einer maritimen zeitbereichs Controlled-Source Elektromagnetischen (TD-CSEM) Anwendung, hat das Institut für Geophysik und Meteorologie (IGM) vor kurzem ein neuartiges, Seebodengebundenes Sender-Empfänger System namens Differential Electric Dipole (DED) entwickelt. Im Rahmen eines DFG-Projekts wurde die neuartige DED-Methode erstmals erfolgreich angewendet um einen Grundwasserkörper in der Nähe der Küstenlinie von Bat Yam, Israel zu studieren. Die Anwendung war effektiv bei der Abgrenzung des Grundwasserleiters unter dem Meeresboden bis zu einer Entfernung von 3,6 - 3,7 km vor der Küste.Die erhobenen DED Datensätze wurden mit einer 1D-Inversion interpretiert, gefolgt von einer 2D-Modellierungsstudie, die über 400 000 Vorwärtsrechnungen mit dem 3D-Finite Differenzen Algorithmus zur Lösung von Maxwell-Diffusionsgleichungen sldmem3t enthielt. Obwohl der Modellparameterraum stark eingegrenzt wurde, benötigten die durchgeführten Berechnungen mehr als zwei Monate. Dieser Interpretationsansatz ist rechnerisch aufwendig, von Vorinformationen stark abhängig, und sollte durch ein effizientes, multidimensionales Zeitbereichs CSEM/DED-Inversionsschema ersetzt werden.Das vorgeschlagene Projekt zielt darauf ab, basierend auf der vorhandenen 2D Vorwärtsrechnung von Li und Key (2007), einen funktionsfähigen, 2D Zeitbereichs Inversionsalgorithmus zu entwickeln. Der gewählte Ansatz basiert auf der Berechnung der elektromagnetischen Feldantwort für mehrere Frequenzen im Frequenzbereich, gefolgt von einer Transformation in den Zeitbereich. Das Inversionsschema nutzt einen globalen Regularisierungsansatz, welcher ein glattes Modell fokussiert.Die Entwicklungen im Rahmen des vorgeschlagenen Projekts werden zukünftige Anwendungen der neuartigen DED-Methode in Küstenregionen rechtfertigen. Das 2D-Interpretationsschema ist eine notwendige Verbesserung für zukünftige Anwendungen, da DED eine erhöhte Empfindlichkeit gegenüber mehrdimensionalen Widerstandsstrukturen aufweist. Darüber hinaus hat die Bathymetrie einen signifikanten Einfluss auf die DED-Daten und muss im Inversionsschema unbedingt berücksichtigt werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: China
• Kooperationspartner: Professor Dr. Yuguo Li