elib
DLR-Header
DLR-Logo -> http://www.dlr.de
DLR Portal Home | Impressum | Datenschutz | Kontakt | English
Schriftgröße: [-] Text [+]

New Thermosphere Neutral Mass Density and Crosswind Datasets from CHAMP, GRACE, and GRACE-FO

Siemes, Christian und Borries, Claudia und Bruinsma, Sean und Fernandez-Gomez, Isabel und Hładczuk, Natalia und van den IJssel, Jose und Kodikara, Timothy und Vielberg, Kristin und Visser, Pieter (2023) New Thermosphere Neutral Mass Density and Crosswind Datasets from CHAMP, GRACE, and GRACE-FO. Journal of Space Weather and Space Climate. EDP Sciences. doi: 10.1051/swsc/2023014. ISSN 2115-7251.

[img] PDF - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
4MB

Offizielle URL: https://www.swsc-journal.org/component/article?access=doi&doi=10.1051/swsc/2023014

Kurzfassung

We present new neutral mass density and crosswind observations for the CHAMP, GRACE, and GRACE-FO missions, filling the last gaps in our database of accelerometer-derived thermosphere observations. For consistency, we processed the data over the entire lifetime of these missions, noting that the results for GRACE in 2011–2017 and GRACE-FO are entirely new. All accelerometer data are newly calibrated. We modeled the temperature-induced bias variations for the GRACE accelerometer data to counter the detrimental effects of the accelerometer thermal control deactivation in April 2011. Further, we developed a new radiation pressure model, which uses ray tracing to account for shadowing and multiple reflections and calculates the satellite’s thermal emissions based on the illumination history. The advances in calibration and radiation pressure modeling are essential when the radiation pressure acceleration is significant compared to the aerodynamic one above 450 km altitude during low solar activity, where the GRACE and GRACE-FO satellites spent a considerable fraction of their mission lifetime. The mean of the new density observations changes only marginally, but their standard deviation shows a substantial reduction compared to thermosphere models, up to 15% for GRACE in 2009. The mean and standard deviation of the new GRACE-FO density observations are in good agreement with the GRACE observations. The GRACE and CHAMP crosswind observations agree well with the physics-based TIE-GCM winds, particularly the polar wind patterns. The mean observed crosswind is a few tens of m · s−1 larger than the model one, which we attribute primarily to the crosswind errors being positive by the definition of the retrieval algorithm. The correlation between observed and model crosswind is about 60%, except for GRACE in 2004–2011 when the signal was too small to retrieve crosswinds reliably.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/195131/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Zusätzliche Informationen:The Thermosphere Observations from Low Earth Orbiting Satellites (TOLEOS) project was funded by ESA via the Swarm Data, Innovation and Science Cluster (DISC), sub-contract number SW-CO-DTU-GS-129.
Titel:New Thermosphere Neutral Mass Density and Crosswind Datasets from CHAMP, GRACE, and GRACE-FO
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Siemes, ChristianTU Delfthttps://orcid.org/0000-0001-8316-1130NICHT SPEZIFIZIERT
Borries, Claudiaclaudia.borries (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-9948-3353NICHT SPEZIFIZIERT
Bruinsma, SeanCNESNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Fernandez-Gomez, IsabelIsabel.FernandezGomez (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-7623-9219NICHT SPEZIFIZIERT
Hładczuk, NataliaN.A.Hladczuk (at) tudelft.nlNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
van den IJssel, JoseTU DelftNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Kodikara, TimothyTimothy.Kodikara (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-4099-9966NICHT SPEZIFIZIERT
Vielberg, KristinInstitute of Geodesy and Geoinformation, University of Bonn, Nussallee 17, 53115 Bonn, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Visser, PieterTU DelftNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:10 Mai 2023
Erschienen in:Journal of Space Weather and Space Climate
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Ja
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
DOI:10.1051/swsc/2023014
Verlag:EDP Sciences
ISSN:2115-7251
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Thermosphere, neutral mass density observations, neutral wind observations, accelerometer data calibration, radiation pressure modeling
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Erdbeobachtung
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R EO - Erdbeobachtung
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Solar-Terrestrische Physik SO
Standort: Neustrelitz
Institute & Einrichtungen:Institut für Solar-Terrestrische Physik
Hinterlegt von: Kodikara, Dr Timothy
Hinterlegt am:22 Mai 2023 14:50
Letzte Änderung:26 Sep 2024 09:07

Nur für Mitarbeiter des Archivs: Kontrollseite des Eintrags

Blättern
Suchen
Hilfe & Kontakt
Informationen
electronic library verwendet EPrints 3.3.12
Gestaltung Webseite und Datenbank: Copyright © Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR). Alle Rechte vorbehalten.