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Abb. 5.19
Geomagnetisches
Leistungsspektrum des Erdma-
gnetfeldmodells NGDC-720
zu erkennen sind der Anteil
des Hauptfelds bis zum Grad
`
D
15
, welcher durch Multipol-
Terme (Dipol, Quadrupol,
Oktupol etc.) beschrieben werden
kann, sowie die Beiträge der Ma-
gnetisierung von Erdkruste und
sich aus seiner Kugelfunktionsentwicklung berechnen lässt:
Eine Kugelfunktionsentwicklung entspricht einer Zerlegung
des inhomogenen Magnetfelds in eine einfache Summe von
Feldern von Multipolen. Jedes inhomogene Feld lässt sich
darstellen als Summe von Monopol (den es in der Magne-
tik nicht gibt), Dipol, Quadrupol und so fort. Die nähere
Betrachtung zeigt, dass Potenziale vom Grad
` D 0
Mo-
nopolfelder sind, vom Grad
` D 1
Dipolfelder, vom Grad
` D 2
Das derzeit umfangreichste Modell des Erdmagnetfelds,
Kombination ganz unterschiedlicher Daten: Magnetische
Daten aus Messungen von Flugzeugen und Schiffen, interpo-
liert auf ein gemeinsames Gitter, wurden für den Bereich von
Wellenlängen größer als 330 km durch Daten des Krusten-
felds aus dem
CHAMP
-Satellitenmodell (MF6) ergänzt. Für
diesen Datensatz wurden dann die Gauß-Koeffizienten einer
Kugelfunktionsanalyse bis zum harmonischen Grad
` D 720
und zur Ordnung m
D 720
` D 3
Oktupolfelder.
Die Ordnung m unterscheidet unterschiedliche Orientierun-
gen dieser Multipolfelder: drei mögliche Dipolfelder, je in
Richtung X (Nord), Y (Ost) und Z (vertikal); fünf verschie-
dene Quadrupolfelder, sieben verschiedene Oktupolfelder
samtdipols als Summe der verschiedenen Dipolkomponen-
ten, ebenso die Leistung des Gesamt-Quadrupols, Gesamt-
Oktupols und trägt den Logarithmus dieser Leistung als
Funktion vom Grad
`
auf, so erhält man ein Leistungsspek-
Leistungsspektrums wird international als „Mauersberger-
Lowes-Spektrum“ bezeichnet
54
.
Quadrupolfelder, vom Grad
bestimmt, was vor den durch
CHAMP
verfügbaren Daten völlig undenkbar war. Abbil-
dung
5.19
zeigt das zu dem NGDC-720-Datensatz gehörige
Leistungsspektrum: Für Wellenlängen von 50 km-500 km
entspricht die Krümmung des doppelt-logarithmischen
Spektrums der durch die Curie-Temperatur begrenzten
Maximaltiefe der Krustenmagnetisierung. Für größere Wel-
lenlängen von 500 km-2500 km verläuft das Spektrum
dagegen nahezu flach, was auf ein räumlich unkorreliertes
tät zu Berlin, wo er Vorlesungen über das Erdmagnetfeld hielt und sich
1964 habilitierte. Seine Forschungsinteressen reichten vom Erdmagnet-
feld über geophysikalische Hydrodynamik und Magnetohydrodynamik
bis hin zu Grundwasserströmung, -gewinnung und -beschaffenheit. Seit
1973 war er Mitglied der Deutschen Akademie der Naturforscher Leo-
poldina in Halle (Saale). Er war der erste, der die genannte Darstellung
des Leistungsspektrums verwendete (
Gerlands Beiträge zur Geophy-
sik, 65, 207-215, 1956
), zehn Jahre vor dem Briten Frank Lowes, der
sie in der angelsächsischen Welt einführte (
J. Geophysical Research,
71(8), 2179, 1966
). Ihnen beiden zu Ehren wird sie international als
Mauersberger-Lowes-Spektrum bezeichnet.
54
Peter Mauersberger (1928-2007) war ein deutscher Geophysiker und
Hydroökologe, der den größten Teil seiner aktiven Zeit in verschie-
denen Positionen an der Akademie der Wissenschaften der DDR und
ihrer Vorgängerorganisation wirkte. 1992 wurde er Gründungsdirektor
des Leibniz-Instituts für Gewässerökologie und Binnenfischerei (IGB)
am Müggelsee bei Berlin. Er war Dozent an der Humboldt Universi-
