RING - Forschungsgruppe: P6 Umwelteinwirkungen auf langperiodische Rotationsmessungen

• Antragsteller: Dr. Thomas Forbriger; Professor Dr. Andreas Güntner
• Fachliche Zuordnung: Physik des Erdkörpers ; Geodäsie, Photogrammetrie, Fernerkundung, Geoinformatik, Kartographie ; Optik, Quantenoptik und Physik der Atome, Moleküle und Plasmen
• Förderung: Förderung seit 2026
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 553176123

Ringlaser und andere fest mit der Erde verbundenen Rotationssensoren messen die Bewegung und Deformation des Erdkörpers. Diese Daten dienen der Bestimmung der Erdrotationsparameter, aber auch der Erstellung von Strukturmodellen des Erdinneren. Ihre Aussagekraft ist daher zwangsläufig durch lokale Krustendeformationen aufgrund von Luftdruckschwankungen und Variationen der Wasserspeicherung beeinträchtigt. Daneben wirken Attraktionseffekte durch Massentransporte in Atmo- und Hydrosphäre störend auf die Bestimmung von Neigungen mit Tiltmetern, mit denen das Ringlasersignal um lokale Effekte korrigiert wird. Solche (Stör-) Signale von lokalem bis regionalem Ursprung stellen ein erhebliches Hindernis für die Analyse und Nutzung von Rotationssignalen mit kleinen Amplituden für die genannten Anwendungsfälle dar. Ziel dieses Projektes ist es daher, diese Barriere zu überwinden. Durch Modellierungen, basierend auf unabhängigen Messungen, sollen die Störsignale vom Gesamtsignal getrennt werden. Das Projekt leistet damit einen wesentlichen Beitrag zu den Zielen der Forschungsgruppe, die bestehenden Grenzen der Messungen erdgebundener Rotationssensoren zu verschieben, um damit deren Anwendungen in der Grundlagenphysik, der Geodäsie und der Geophysik deutlich zu erweitern. Um die Ursachen der Störsignale zu ergründen, werden wir neuartige Datensätze erheben. Mittels eines Arrays einer großen Zahl von Barometern werden atmosphärische Auflasten, die Krustendeformationen und damit auch Rotationen verursachen, in einer bisher noch nicht erreichten Auflösung erfasst. Ein detailliertes hydrologisches und geophysikalisches Monitoringsystem wird Daten über Veränderungen der Wasserspeicherung in der ungesättigten Zone und im Grundwasser liefern. Mit hydrologischen Modellen, die auf diesen Daten basieren, und weiteren Modellen auf der regionalen Skala in der Umgebung des G-Rings am Geodätischen Observatorium Wettzell werden wir Lotrichtungsänderungen aufgrund von Massenattraktion und lokaler Krustendeformation bestimmen. Auf der Grundlage dieser Daten und Modelle werden die relevanten globalen Rotationssignale von den lokalen Störungen getrennt. Als Ergebnis werden Rotationsdaten mit einem verbesserten Signal-Rausch-Verhältnis für andere RING-Projekte zur Verfügung stehen, um Erdorientierungsparameter, Schwankungen der Tageslänge und langperiodischen seismischen Wellen zu analysieren.

• DFG-Verfahren: Forschungsgruppen
• Teilprojekt zu: FOR 5939: RING: Rotationsbewegungen in der Physik, Geophysik und Geodäsie
• Mitverantwortliche: Dr. Thomas Klügel; Dr.-Ing. Hartmut Wziontek