Cryospheric mass variations from GRACE

• Main Author: Skår, Karoline
• Format: Master Thesis
• Language: English
• Published: Norwegian University of Life Sciences, Ås 2015
• Subjects: Geodesy; Geomatics; Geomatikk; GRACE; Mass variations; Spherical harmonics; Cryosphere; Satellite geodesy; VDP::Mathematics and natural science: 400::Geosciences: 450; Canada; Greenland; Verdier; Antarc*; Antarctica; Antarktis*; Fennoscandia; Alaska
• Online Access: http://hdl.handle.net/11250/294051

The Earth’s gravity field is constantly changing due to mass redistribution from ice melting in the cryosphere and geophysical processes. With use of data from dedicated gravity satellite missions variations in the Earth’s gravity field over a time series can be determined. This thesis tries to give an explanation on how the Earth’s gravity field changes on a global scale and regionally with the use of data from the GRACE-mission over a time period. With comparison between three different GRACE-solutions and the use of SLR-observations, the mass changes over Greenland has been estimated. In addition, a further look into the lower degree spherical harmonics has been studied, to explain and give a conclusion of how the lower degree spherical harmonics from GRACE are affecting the calculations of the gravity field. GRACE-data has its uncertainties in the lower degree spherical harmonics. The C 20 -coefficients from GRACE has large variances and therefore needs to be replaced by SLR-values when looking at global variations. Trend calculations shows how post glacial rebound(GIA) influence Canada and Fennoscandia, and ice melting over Greenland, Alaska and Antarctica. The investigation of lower degree spherical harmonic coefficients shows that it is not significant how the C 20 -coefficients are processed when estimating mass changes over the area of Greenland. Due to restricted spatial resolution of the gravity field models and spatial averag- ing, it is hard to get a real estimate of the mass changes over a specific area. This is called the leakage effect and has been studied over the area of Greenland. The leakage effect has been estimated and restored, and mass change over Greenland has been estimated to be between -1832.76 km^3 and -2087.72 km^3 , depending on the model used. Jordas tyngdefelt er i stadig endring på grunn av masseforflytning fra isavsmelting i kryosfæren og geofysiske prosesser. Ved bruk av data fra gravimetrisatelliter kan disse variasjonene i jordas tyngdefelt bestemmes over en tidsserie. Denne oppgaven prøver å gi en forklaring på hvordan jordas tyngdefelt forandres globalt og regionalt ved bruk av data fra GRACE over en tidsperiode. Ved å sammenligne tre ulike GRACE-løsninger og ved bruk av SLR-observasjoner, har masseendringer over Grønnland blitt estimert. I tillegg har det blitt sett nærmere på de laveregrads sfærisk harmoniske koeffisientene, for å gi en forklaring på hvordan disse koeffisientene fra GRACE påvirker beregninger av jordens tyngdefelt. GRACE-data har sin usikkerhet i de laveregrads sfærisk harmoniske koeffisienter. C20-koeffisientene fra GRACE har store varianser og må derfor bli byttet ut med SLR-verdier når man ser på globale variasjoner. Trendberegninger viser hvordan postglasial landheving(GIA) påvirker områdene Canada og Fennoskandia, og i tillegg issmelting over Grønnland, Alaska og Antarktis. Ved å se nærmere på de laveregradskoeffisientene kan det bli observert at det ikke er av stor betydning hvordan man behandler C20-koeffisienter når masseendringer over Grønnland blir estimert. På grunn av begrenset romlig oppløsning og romlig glatting av tyngdefeltsmodeller, er det vanskelig å gi et realistisk estimat av masseendringer over et område. Dette blir kalt "leakage"-effekt. "Leakage"-effekten har blitt estimert og gjennopprettet, og masseendringer over Grønnland har blitt beregnet til å være mellom -1832.76 km^3 og -2087.72 km^3, avhengig av hvilken modell som har blitt brukt. M-GEOM