SPP 1788:  Study of Earth system dynamics with a constellation of potential field missions

• Fachliche Zuordnung: Geowissenschaften ; Physik
• Förderung: Förderung von 2015 bis 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 255388522

Das System Erde unterliegt einem dauernden Wandel. Veränderungen im Erdinnern, in der Atmosphäre, in den Ozeanen sowie im erdnahen Weltraum bilden sich in globalen Potentialfeldern, wie dem Magnetfeld und dem Schwerefeld, ab. Zugrunde liegende Prozesse können durch Beobachtung und Analyse dieser Felder identifiziert und verstanden werden.Im besonderen Fokus dieses Schwerpunktprogramms 1788 „Dynamic Earth“ https://www.spp-dynamicearth.de/ steht die Quantifizierung terrestrischer Transportmechanismen und solar-terrestrischer Wechselwirkungen. Als Grundlage für das Forschungsvorhaben dienen Messungen von niedrig-fliegenden Satelliten, wie CHAMP, GRACE, GRACE-FO und GOCE.Einen besonderen Stellenwert hat die im November 2013 gestartete Multi-Satellitenmission Swarm der ESA https://earth.esa.int/web/guest/missions/esa-operational-eo-missions/swarm . Die drei identischen Satelliten tragen Instrumente zur Vermessung der Potentialfelder und anderer physikalischer Variablen. Variationen der Potentialfelder können über einen bisher unerreichten spektralen Bereich zeitlicher und räumlicher Skalen erfasst werden. Um den bisherigen Kenntnisstand optimal zu erweitern, sind die Einbeziehung anderer Parameter als Schwere- und Erdmagnetfeld in die Analyse, sowie die Berücksichtigung bodengebundener Messungen und Modellergebnisse geplant. Der Schlüssel für eine erfolgreiche Erforschung dieser Themenfelder ist ein fachübergreifender Ansatz.Folgende Hauptarbeitsfelder werden untersucht:• Erdmagnetfeld• Erdschwerefeld• Stromsysteme der Ionosphäre/Magnetosphäre• Thermosphären/Ionosphären KopplungDie zweite Phase des DFG-SPP „Dynamic Earth“ begann Mitte 2018 und zielt nunmehr auf multidisziplinäre Ansätze, insbesondere auf thematische Querverbindungen zwischen den einzelnen Arbeitsfeldern.

• DFG-Verfahren: Schwerpunktprogramme
• Internationaler Bezug: Frankreich, Großbritannien, USA

Projekte

• Assimilation geomagnetischer Daten mit Dynamosimulationen: ein Fenster zur Dynamik des Erdkerns (Antragstellerinnen / Antragsteller Sanchez, Sabrina ;  Wicht, Johannes )
• Auswirkungen des geomagnetischen Feldes auf die vertikale Kopplung durch Schwerewellen in der Thermosphäre/Ionosphäre (Antragsteller Hartogh, Paul )
• Bayessche Inversion für ein Modell der globalen magnetischen Suszeptibilität basierend auf Satellitendaten magnetischer Felder während geringer Feldaktivität (Antragstellerin Korte, Monika )
• Die Bedeutung der Dynamik der MLT in mittleren und hohen Breiten auf das ionosphärische/thermosphärische Wetter II (DYNAMITE2) (Antragsteller Chau, Ph.D., Jorge )
• Effekte durch Schwerewellen in der Thermosphäre/Ionosphäre infolge von Aufwärtskopplung (Antragsteller Ern, Manfred )
• Ein dynamisches Modell eines gekoppelten Systems des konvektierenden Mantels, der Lithosphäre und des Eisschildes in Antarktika (MANTIS-II). (Antragsteller Kaban, Mikhail )
• Entwicklung hochgenauer Thermosphärenmodelle zur verbesserten präzisen Bahnbestimmung von niedrig fliegenden Satelliten (TIPOD) (Antragstellerinnen / Antragsteller Hugentobler, Urs ;  Kusche, Jürgen ;  Schmidt, Michael ;  Stolle, Claudia )
• Globale Beobachtung von sporadischen E Schichten in der Ionosphäre und ihre Verbindung zu atmosphärischen und ionosphärischen Phänomenen (Antragsteller Wickert, Jens )
• Ionen im erdnahen Raum (Antragstellerin Kronberg, Elena )
• Konsistente Zeitreihen von Ozeanmassenvariationen aus Messungen von LEO-Potentialfeldmissionen (CONTIM-2) (Antragsteller Danilov, Sergey ;  Kusche, Jürgen )
• Koordinationsfonds (Antragstellerin Stolle, Claudia )
• Kopplung der solaren und geomagnetischen Aktivität mit der räumlichen Verteilung von Trends in Treibhausgasen in der oberen Atmosphäre (Antragsteller Hartogh, Paul )
• Korrelationsbasierte Modellierung des Erdmagentfeldes (Antragsteller Holschneider, Matthias )
• Lokalzeitliche Veränderungen elektromagnetischer Eigenschaften von äquatorialen Plasmastrukturen (Antragstellerin Stolle, Claudia )
• Mehrpunktuntersuchungen von Kopplungsprozessen in polaren Breiten: Energieflüsse und Skalen in feldparallelen Strömen (Antragsteller Vogt, Joachim )
• Multi-Satelliten Rekonstruktion der Elektronendichte-Verteilung in der Ionosphäre und Plasmasphäre (MuSE) (Antragstellerin Gerzen, Tatjana )
• Ozeansignale im Erdmagnetfeld (OceanMag-II) (Antragsteller Saynisch-Wagner, Jan )
• Quantifizierung des Einflusses von solarem Flux und geomagnetischer Feldstärke auf das äquatoriale Thermosphäre-Ionosphäre-System auf von Satellitenmissionen nicht abgedeckten Zeitskalen. (Antragsteller Matzka, Jürgen )
• Schwerwellen-Kurzzeitvariabilität in der Thermosphäre / Ionosphäre induziert durch globalskalige Wellen (GRAVITIGLOW) (Antragsteller Trinh, Thai )
• Stochastische und physikalische Modellierung des Magnetfeldes der Erde (Antragsteller Baerenzung, Julien ;  Holschneider, Matthias )
• Struktur der magnetischen Lithosphäre aus globalen Untersuchungen von Satelliten- und aeromagnetischen Daten (Antragsteller Ebbing, Jörg )
• Trennung langfristiger geomagnetischer interner Säkularvariation und magnetosphärischer Variationen (Antragstellerin Korte, Monika )
• Untersuchungen zum Einfluss von geomagnetischer Aktivität auf Zusammensetzung und Zirkulation der Thermosphäre und deren Kopplung in die mittlere und obere Atmosphäre (Antragstellerin Sinnhuber, Miriam )
• Wechselwirkung niedrigfliegender Satelliten mit der umgebenden Thermosphäre und Ionosphäre (Antragstellerinnen / Antragsteller Borries, Claudia ;  Flury, Jakob ;  Pail, Roland ;  Schlicht, Anja ;  Schmidt, Michael )
• Zeitliche und Räumliche Multiskalenseparation Gezeiteninduzierter Magnetfelder (Antragsteller Gerhards, Christian ;  Rother, Martin )

• Sprecherin: Professorin Dr. Claudia Stolle