Combining satellite altimetry and GPS-corrected tide gauge data for the reconstruction of sea level anomalies

Abstract

This paper deals with the reconstruction of sea level anomalies using altimetry and GPS-corrected tide gauge data. In the first part of this paper, the reconstruction algorithm used ("Optimal interpolation" (OI (C)) is investigated in more detail. It is found that it shows a strong element of stochasticity. The reconstruction is strongly dependent on the relative spatial position of the tide gauges to the empirical orthogonal Functions (EOF) used in the reconstruction. In the second part of the paper, a reconstruction of global sea level anomalies for the period of 1970-2001 is performed. The tide gauges used for this purpose are corrected for land movement using vertical GPS trends. Also, a a smoothing algorithm is introduced which helps to fill the errors resulting from gaps in the tide gauge records.

Die vorliegende Arbeit behandelt die Rekonstruktion von Meeresspiegelanomalien mithilfe von Altimetriedaten und GPS-korrigierten Pegeldaten. Im ersten Teil der Arbeit wird der verwendete Algorithmus (”Optimal Interpolation” (OI(C)) genauer untersucht. Hierbei wird erstmals festgestellt, dass dieser bei Verwendung weniger Pegel einen hohen Grad an Stochastizitaet aufweist. Die Rekonstruktion ist stark von der relativen Lage der Pegel zu den im Algorithmus verwendeten Empirischen Orthogonalen Funktionen (EOFs) abhaengig. Im zweiten Teil der Arbeit wird eine Rekonstruktion von globalen Meeresspiegelanomalien fuer den Zeitraum von 1970-2001 durchgefuehrt. Die hierfuer verwendeten Pegelzeitreihen werden mithilfe von lineraren GPS-Trends um Landbewegungssignale korrigiert. Es wird darueber hinaus ein Glaettungsalgorithmus vorgestellt, der Fehler, die durch Luecken in den verfuegbaren Pegeldatensaetzen entstehen, vermindert.