Punktmasseschätzungen auf Grönland aus GRACE

Abstract

In dieser Arbeit werden die Massenänderungen über Grönland durch die Analyse von GRACE-Schwereänderungen berechnet. Eine Inversion wird über die Methode der kleinsten Quadrate durchgeführt. Der Zeitraum ist von April 2002 bis März 2007 und enthält insgesamt 57 Epochen (57 GRACE-Monatslösungen). Wenn die Kugelflächenfunktionen bis zum Entwicklungsgrad 30 entwickelt werden und der Regularisierungsparameter zu 10e-43 gesetzt wird, liegt der potimale Fall vor, um die Massenänderung bzw. die Volumenändereung von Eis zu berechnen. In diesem Fall wird die Eisschmelzrate auf Grönland zu -227qkm/Jahr berechnet. Nach dem Vergleich von zwei Massenpunktverteilungen (Verteilung der Massepunkte über ganz Grönland und nur am östlichen Rand Grönlands) wird festgestellt, dass der Eisverlust am östlichen Rand fast 70% des gesamten Eisverlustes ausmacht. Wenn die Massenpunkte auf dem ganzen Land gewählt werden, ist die Massenänderung -227qkm/Jahr; wenn die Massenpunkte am Rand des Landes liegen, ist die Massenänderung -221qkm/Jahr. Wenn der Entwicklungsgrad der Kugelflächenfunktionen größer als 30 ist, wird das Ergebnis nicht stark beeinflusst. Zur Bestimmung des Regularisierungsparameters wird das L-Kurve-Kriterium verwendet. Dieser Parameter beeinflusst die berechneten Massenänderungen stark. Mit Hilfe der L-Kurve wird der Punkt mit der größten Krümmung (Eckpunkt) ausgesucht. Der entprechende Rgularisierungsparameter wird für eine optimale Schätzung gewählt.

In this study the mass changes of ice over Greenland is calculated by the transformation of gravity changes. An inversion is carried out by the least squares method. The observation time range is from April 2002 to March 2007 including 57 epochs. If the spherical harmonic series are expanded to degree 30 and the regularization factor is set to 10e-43, it is the optimal case to estimate the mass change as well as the volume change of the ice. In this case, the ice loss rate of Greenland is calculated as -227qkm/year. It is noticed that the result is not strongly influenced, if the spherical harmonic series are expanded to the degree higher than 30. After the comparison between two kinds of mass point distribution (first case: mass points distribute over the whole Greenland; second case: mass points distribute only on the east coast of the Greenland), it is indicated that the ice disappearance of the east coast accounts for about 70% over the whole Greenland. When the mass points are used for the whole island, the ice loss rate is -227qkm/year; when the mass points are used for the east coast, the ice loss rate is -221qkm/year. In order to determine the regularization parameter, the L-curve-criterion is utilized. The parameter influences the mass change strongly. Using the L-Curve-Criterion is the point with the largest curve investigated. The appropriate regularization parameter will be chosen for the optimal estimation.