《衛(wèi)星重力在水文監(jiān)測中的應(yīng)用案例探析》8500字【論文】

衛(wèi)星重力在水文監(jiān)測中的應(yīng)用案例分析摘要 I第一章引言 11.1研究背景及意義 51.2國內(nèi)外研究進(jìn)展 61.2.1GRACE在陸地水儲(chǔ)量變化方面的研究進(jìn)展 61.2.2GRACE在冰川及極地冰蓋質(zhì)量變化方面的研究進(jìn)展 71.2.3GRACE在海平面變化方面的研究進(jìn)展 8第二章GRACE理論、數(shù)據(jù)及處理方法 92.1GRACE時(shí)變重力場基本理論 92.2GRACE衛(wèi)星的數(shù)據(jù)產(chǎn)品 102.3GRACE數(shù)據(jù)處理方法 11第三章基于GRACE的全球海水質(zhì)量變化研究 123.1時(shí)間序列結(jié)果 123.2周年變化 133.3趨勢變化 14第四章結(jié)論與展望 15參考文獻(xiàn) 16

摘要于2002年啟動(dòng)的GRACE重力衛(wèi)星任務(wù)，以及2018年5月發(fā)射的GRACE-Followon，至今已經(jīng)積累了大量的時(shí)變重力場數(shù)據(jù)。GRACE重力衛(wèi)星測量為全球地表質(zhì)量變化的大尺度監(jiān)測提供了一種全新的遙感手段，在水文監(jiān)測、冰蓋質(zhì)量變化、海水質(zhì)量變化等方面得到了廣泛的應(yīng)用。本文首先分析了研究的背景及意義，闡述了GRACE重力衛(wèi)星在水文監(jiān)測等領(lǐng)域的國內(nèi)外研究進(jìn)展，在此基礎(chǔ)上，利用GRACE衛(wèi)星重力數(shù)據(jù)，計(jì)算分析了2002年至2016年間的全球海水質(zhì)量變化。結(jié)果表明，全球海水質(zhì)量的時(shí)間序列結(jié)果存在顯著的季節(jié)性變化（周年變化）及長期趨勢變化。在周邊變化方面，全球海水質(zhì)量的周年振幅在全球范圍內(nèi)的變化較為一致，為7.87±0.20mm，并且在10月達(dá)到峰值。在長期趨勢變化方面，全球海水質(zhì)量在2002-2016年間的平均上升趨勢為1.49±0.03mm/yr，但不同海域的增減趨勢存在區(qū)域性差異。最后對論文進(jìn)行了總結(jié)與展望。關(guān)鍵詞：GRACE重力衛(wèi)星；海水質(zhì)量變化；周年變化；趨勢變化第一章引言1.1研究背景及意義長期以來人們都認(rèn)為隨著時(shí)間的變化，地球重力場的變化幾乎可以小到忽略不計(jì)，從幾千年到上百萬年間，因?yàn)榈刭|(zhì)年代變遷才會(huì)產(chǎn)生很小的變化。但近代的研究表明，地球重力場在空間和時(shí)間上都存在著變化。重力場的時(shí)變性是由Jefreys在1952年首次提出，例如認(rèn)為海洋潮汐變化等質(zhì)量遷移就是引起時(shí)變重力場的因素之一ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>Jeffereys</Author><Year>1952</Year><RecNum>1</RecNum><DisplayText><styleface="superscript">[1]</style></DisplayText><record><rec-number>1</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="w55fzrevisrt5setwx4xt2dhfrz5pwx9sazs"timestamp="1650382857">1</key></foreign-keys><ref-typename="Book">6</ref-type><contributors><authors><author>Jeffereys</author><author>Harold</author></authors></contributors><titles><title>TheEarth:Itsoriginhistoryandphysicalconstitution/-3rded</title></titles><dates><year>1952</year></dates><publisher>TheEarth:Itsoriginhistoryandphysicalconstitution/-3rded</publisher><urls></urls></record></Cite></EndNote>[1]。各種地球重力場模型表現(xiàn)的是平均地球重力場信息，其影響因素是穩(wěn)態(tài)的質(zhì)量分布，而地球重力場時(shí)變是由于非穩(wěn)態(tài)的質(zhì)量部分ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>羅佳</Author><Year>2003</Year><RecNum>3</RecNum><DisplayText><styleface="superscript">[2]</style></DisplayText><record><rec-number>3</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="w55fzrevisrt5setwx4xt2dhfrz5pwx9sazs"timestamp="1650415108">3</key></foreign-keys><ref-typename="Thesis">32</ref-type><contributors><authors><author>羅佳</author></authors></contributors><titles><title>利用衛(wèi)星跟蹤衛(wèi)星確定地球重力場的理論和方法</title></titles><dates><year>2003</year></dates><publisher>武漢大學(xué)</publisher><urls></urls></record></Cite></EndNote>[2]。在1969年，由Wolff提出的ll-SST(low-lowSatellite-to-SatelliteTracking)技術(shù)ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>Wolff</Author><Year>1969</Year><RecNum>6</RecNum><DisplayText><styleface="superscript">[3]</style></DisplayText><record><rec-number>6</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="w55fzrevisrt5setwx4xt2dhfrz5pwx9sazs"timestamp="1650415125">6</key></foreign-keys><ref-typename="JournalArticle">17</ref-type><contributors><authors><author>Wolff,M.</author></authors></contributors><titles><title>DirectmeasurementsoftheEarth'sgravitationalpotentialusingasatellitepair</title><secondary-title>JournalofGeophysicalResearch</secondary-title></titles><periodical><full-title>JournalofGeophysicalResearch</full-title></periodical><volume>74</volume><number>22</number><dates><year>1969</year></dates><urls></urls></record></Cite></EndNote>[3]，該技術(shù)理論上是通過測定在同一低軌道上的兩顆衛(wèi)星之間的距離變化，來監(jiān)測兩顆衛(wèi)星星下點(diǎn)之間的地球重力場的變化情況。由美國和德國聯(lián)合研制的GRACE(GravityRecoveryAndClimateExperiment)重力場探測與氣象試驗(yàn)衛(wèi)星于2002年3月17日成功發(fā)射。它采用了高-低和低-低兩種技術(shù)模式，采用近極圓形式設(shè)計(jì)軌道，軌道傾角為89.5°，軌道的初始高度為450-500km，兩顆衛(wèi)星之間的距離約為220km。衛(wèi)星上的精密k波段測距系統(tǒng)能夠精確測定兩顆衛(wèi)星之間的距離變化，高精度SuperSTAR加速度儀能夠測定非保守力，為高精度探測地球重力場的中、長波部分及其時(shí)變提供了基礎(chǔ)。自2002年開始運(yùn)行的GRACE重力衛(wèi)星，獲得了許多重要的地表質(zhì)量變化信息，如陸地水儲(chǔ)量的變化、海洋水質(zhì)量的變化，以及冰川、冰蓋的質(zhì)量變化等ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>陳俊勇</Author><Year>2007</Year><RecNum>7</RecNum><DisplayText><styleface="superscript">[4]</style></DisplayText><record><rec-number>7</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="w55fzrevisrt5setwx4xt2dhfrz5pwx9sazs"timestamp="1650415129">7</key></foreign-keys><ref-typename="JournalArticle">17</ref-type><contributors><authors><author>陳俊勇</author><author>程鵬飛</author><author>黨亞民</author></authors></contributors><titles><title>衛(wèi)星重力場探測及空間和地面大地測量聯(lián)合觀測</title><secondary-title>測繪科學(xué)</secondary-title></titles><periodical><full-title>測繪科學(xué)</full-title></periodical><dates><year>2007</year></dates><urls></urls></record></Cite></EndNote>[4]。自工業(yè)革命誕生以來,由于人類對自然的各種活動(dòng)不斷增加，致使溫室氣體大量產(chǎn)生，隨之而來的溫室效應(yīng)愈發(fā)明顯。全球氣候變暖導(dǎo)致的海平面上升對人類的生產(chǎn)、生活造成了巨大影響，已經(jīng)成為了社會(huì)和公眾迫切關(guān)注的問題。2007

年，IPCC計(jì)算出20

世紀(jì)海平面上升速率為

1.7

mm/aADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>Bindoff</Author><Year>2007</Year><RecNum>9</RecNum><DisplayText><styleface="superscript">[5]</style></DisplayText><record><rec-number>9</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="w55fzrevisrt5setwx4xt2dhfrz5pwx9sazs"timestamp="1650417656">9</key></foreign-keys><ref-typename="JournalArticle">17</ref-type><contributors><authors><author>Bindoff,N.L.</author><author>Willebrand,J.</author><author>Artale,V.</author><author>Cazenave,A.</author><author>Gregory,J.</author><author>Gulev,S.</author><author>Hanawa,K.</author><author>Lequere,C.</author><author>Levitus,S.</author><author>Nojiri,Y.</author></authors></contributors><titles><title>Observations:OceanicClimateChangeandSeaLevel</title><secondary-title>CambridgeUniversityPress</secondary-title></titles><periodical><full-title>CambridgeUniversityPress</full-title></periodical><dates><year>2007</year></dates><urls></urls></record></Cite></EndNote>[5]，這表明在過去的100年中，海平面平均上升速度較為緩慢。1993

年衛(wèi)星測高技術(shù)出現(xiàn)，更加方便了海平面的觀測，在IPCC

第五次報(bào)告中，1993～2010

年間海平面上升速率已經(jīng)高至

3.2

mm/yrADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>Church</Author><Year>2013</Year><RecNum>10</RecNum><DisplayText><styleface="superscript">[6]</style></DisplayText><record><rec-number>10</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="w55fzrevisrt5setwx4xt2dhfrz5pwx9sazs"timestamp="1650417661">10</key></foreign-keys><ref-typename="JournalArticle">17</ref-type><contributors><authors><author>Church,J.</author><author>Clark,P.</author><author>Cazenave,A.</author><author>Gregory,J.</author><author>Unnikrishnan,A.</author></authors></contributors><titles><title>ClimateChange2013:ThePhysicalScienceBasis.ContributionofWorkingGroupItotheFifthAssessmentReportoftheIntergovernmentalPanelonClimateChange</title><secondary-title>ComputationalGeometry</secondary-title></titles><periodical><full-title>ComputationalGeometry</full-title></periodical><dates><year>2013</year></dates><urls></urls></record></Cite></EndNote>[6]。海平面變化涉及到水文特征、地質(zhì)地貌等條件，因此它也是全球氣候和環(huán)境變化的重要指標(biāo)之一。一方面，海平面變化由人類活動(dòng)和自然因素引發(fā)，另一方面，海平面變化也反作用于人類的生產(chǎn)、生活，在沿海區(qū)域尤為顯著。沿海區(qū)域在自然資源上土地肥沃、漁業(yè)發(fā)達(dá)、交通便利，也提供了很多的天然娛樂休閑設(shè)施，為全球很多人較高的生活質(zhì)量提供了有利條件。沿海地區(qū)還有許多人口眾多的大城市，擁有多處重要的基礎(chǔ)設(shè)施，全球海平面的上升是21世紀(jì)所必須面對的重要課題。對于我國而言，東部沿海地區(qū)聚集著大量人口，我國的政治、經(jīng)濟(jì)和文化中心也在黃河、長江和珠江三角洲區(qū)域。由于種種原因，海平面的上升在帶來自然災(zāi)害的同時(shí)，也會(huì)直接影響到我國經(jīng)濟(jì)和生產(chǎn)生活。因此，對海平面變化進(jìn)行詳細(xì)的研究分析至關(guān)重要。1.2國內(nèi)外研究進(jìn)展GRACE（GravityRecoveryandClimateExperiment）是德國和美國聯(lián)合研制和發(fā)射的重力衛(wèi)星ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>曹陽</Author><Year>2017</Year><RecNum>11</RecNum><DisplayText><styleface="superscript">[7]</style></DisplayText><record><rec-number>11</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="w55fzrevisrt5setwx4xt2dhfrz5pwx9sazs"timestamp="1650418397">11</key></foreign-keys><ref-typename="JournalArticle">17</ref-type><contributors><authors><author>曹陽</author><author>楊明祥</author><author>雷曉輝</author><author>張靜</author></authors></contributors><titles><title>GRACE衛(wèi)星數(shù)據(jù)在國內(nèi)陸地水儲(chǔ)量反演中的應(yīng)用綜述</title><secondary-title>中國農(nóng)村水利水電</secondary-title></titles><periodical><full-title>中國農(nóng)村水利水電</full-title></periodical><pages>6</pages><number>8</number><dates><year>2017</year></dates><urls></urls></record></Cite></EndNote>[7]，它的重要科學(xué)目標(biāo)是提供高精度和高空間分辨率的靜態(tài)及時(shí)變地球重力場。GRACE包含兩顆衛(wèi)星，南緯84°至北緯84°間的陸地、島嶼及海域都可以被監(jiān)測到ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>范唯唯</Author><Year>2017</Year><RecNum>12</RecNum><DisplayText><styleface="superscript">[8]</style></DisplayText><record><rec-number>12</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="w55fzrevisrt5setwx4xt2dhfrz5pwx9sazs"timestamp="1650419170">12</key></foreign-keys><ref-typename="JournalArticle">17</ref-type><contributors><authors><author>范唯唯</author></authors></contributors><titles><title>NASA報(bào)道GRACE衛(wèi)星在軌15年的重要科學(xué)發(fā)現(xiàn)</title><secondary-title>空間科學(xué)學(xué)報(bào)</secondary-title></titles><periodical><full-title>空間科學(xué)學(xué)報(bào)</full-title></periodical><pages>1</pages><volume>37</volume><number>4</number><dates><year>2017</year></dates><urls></urls></record></Cite></EndNote>[8]。地球系統(tǒng)中的物質(zhì)在其遷移過程中會(huì)不斷產(chǎn)生質(zhì)量的變化，尤其是水質(zhì)量變化及遷移，會(huì)使得地球重力場隨著時(shí)間不斷變化，而這種變化可以被GRACE重力衛(wèi)星探測到。高空間、高時(shí)間分辨率的GRACE重力場時(shí)變模型，提高了研究全球或者區(qū)域質(zhì)量遷移觀測資料的精度。在地球科學(xué)中，重力衛(wèi)星有很大的影響，特別是在固體地球物理學(xué)、海洋學(xué)和大地測量學(xué)等領(lǐng)域中.2004年8月底，GRACE資料在全球范圍內(nèi)公開，極大地推動(dòng)了GRACE衛(wèi)星時(shí)變重力的研究，其主要研究內(nèi)容集中在水文學(xué)、海洋學(xué)、地球物理學(xué)等眾多領(lǐng)域，如利用GRACE資料確定高精度地球重力場，研究大地水準(zhǔn)面和重力異常；利用GRACE時(shí)變重力場研究地球表面質(zhì)量的季節(jié)性、年際性分布變化，特別是全球水質(zhì)量分布變化；研究極地冰層的融化；監(jiān)測全球陸地水儲(chǔ)量及地表水含量的變化。GRACE衛(wèi)星開創(chuàng)了高精度的全球重力場觀測與氣候變化試驗(yàn)的新階段，

可以監(jiān)測冰川、雪地、水庫、海洋質(zhì)量、地表水和地下水等變化，并為監(jiān)測全球氣候和環(huán)境變化提供了有效的研究手段。國內(nèi)外已經(jīng)有很多學(xué)者應(yīng)用GRACE時(shí)變重力衛(wèi)星數(shù)據(jù)進(jìn)行了各項(xiàng)研究。1.2.1GRACE在陸地水儲(chǔ)量變化方面的研究進(jìn)展在陸地水儲(chǔ)量研究方面，Moiwo等ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Year>2011</Year><RecNum>16</RecNum><DisplayText><styleface="superscript">[9]</style></DisplayText><record><rec-number>16</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="w55fzrevisrt5setwx4xt2dhfrz5pwx9sazs"timestamp="1650423719">16</key></foreign-keys><ref-typename="JournalArticle">17</ref-type><contributors></contributors><titles><title>WaterstoragechangeintheHimalayasfromtheGravityRecoveryandClimateExperiment(GRACE)andanempiricalclimatemodel</title><secondary-title>WaterResourcesResearch</secondary-title></titles><periodical><full-title>WaterResourcesResearch</full-title></periodical><volume>47</volume><number>7</number><dates><year>2011</year></dates><urls></urls></record></Cite></EndNote>[9]采用GRACE提供的2003-2006年間海河流域的數(shù)據(jù)進(jìn)行研究，表明由GRACE得到的結(jié)果和實(shí)測水文值相符，證明了GRACE重力衛(wèi)星的應(yīng)用價(jià)值。Joodaki、Wahr等ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>Joodaki</Author><Year>2014</Year><RecNum>17</RecNum><DisplayText><styleface="superscript">[10]</style></DisplayText><record><rec-number>17</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="w55fzrevisrt5setwx4xt2dhfrz5pwx9sazs"timestamp="1650427863">17</key></foreign-keys><ref-typename="JournalArticle">17</ref-type><contributors><authors><author>Joodaki,G.</author><author>Wahr,J.</author><author>Swenson,S.</author></authors></contributors><titles><title>EstimatingthehumancontributiontogroundwaterdepletionintheMiddleEast,fromGRACEdata,landsurfacemodels,andwellobservations</title><secondary-title>WaterResourcesResearch</secondary-title></titles><periodical><full-title>WaterResourcesResearch</full-title></periodical><volume>50</volume><dates><year>2014</year></dates><urls></urls></record></Cite></EndNote>[10]人通過2003年2月至2012年12月的GRACE衛(wèi)星數(shù)據(jù)，對中東地區(qū)陸地水儲(chǔ)量變化進(jìn)行估算，結(jié)果表明伊朗西部及伊拉克東部地區(qū)的水儲(chǔ)量呈負(fù)增長的趨勢。Lorenz等ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>Sneeuw</Author><Year>2014</Year><RecNum>18</RecNum><DisplayText><styleface="superscript">[11]</style></DisplayText><record><rec-number>18</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="w55fzrevisrt5setwx4xt2dhfrz5pwx9sazs"timestamp="1650429735">18</key></foreign-keys><ref-typename="JournalArticle">17</ref-type><contributors><authors><author>Sneeuw,N.</author><author>Lorenz,C.</author><author>Devaraju,B.</author><author>Tourian,M.J.</author><author>Riegger,J.</author><author>Kunstmann,H.</author><author>ABárdossy</author></authors></contributors><titles><title>EstimatingRunoffUsingHydro-GeodeticApproaches</title><secondary-title>SurveysinGeophysics</secondary-title></titles><periodical><full-title>SurveysinGeophysics</full-title></periodical><pages>1-27</pages><volume>35</volume><number>6</number><dates><year>2014</year></dates><urls></urls></record></Cite></EndNote>[11]將GRACE數(shù)據(jù)、GLDAS(globallanddataassimilationsystem)數(shù)據(jù)與集成卡爾曼濾波算法結(jié)合，計(jì)算出了盆地范圍內(nèi)的徑流量。Zhao等人ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>Zhao</Author><Year>2017</Year><RecNum>19</RecNum><DisplayText><styleface="superscript">[12]</style></DisplayText><record><rec-number>19</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="w55fzrevisrt5setwx4xt2dhfrz5pwx9sazs"timestamp="1650430563">19</key></foreign-keys><ref-typename="JournalArticle">17</ref-type><contributors><authors><author>Zhao</author><author>Geruo</author><author>Velicogna</author><author>Kimball</author><author>JS</author></authors></contributors><titles><title>AGlobalGriddedDatasetofGRACEDroughtSeverityIndexfor2002-14:ComparisonwithPDSIandSPEIandaCaseStudyoftheAustraliaMillenniumDrought</title><secondary-title>JHYDROMETEOROL</secondary-title></titles><periodical><full-title>JHYDROMETEOROL</full-title></periodical><dates><year>2017</year></dates><urls></urls></record></Cite></EndNote>[12]提出了GRACE干旱強(qiáng)度指數(shù)(GRACE-baseddroughtseverityindex,GRACE-DSI),對全球的干旱強(qiáng)度進(jìn)行評估,對比了PDSI和SPEI等干旱指數(shù)，結(jié)果表明GRACE-DSI在監(jiān)測全球和區(qū)域尺度的干旱事件方面有很好的應(yīng)用價(jià)值。邢樂林ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>Lelin</Author><Year>2007</Year><RecNum>20</RecNum><DisplayText><styleface="superscript">[13]</style></DisplayText><record><rec-number>20</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="w55fzrevisrt5setwx4xt2dhfrz5pwx9sazs"timestamp="1650430981">20</key></foreign-keys><ref-typename="JournalArticle">17</ref-type><contributors><authors><author>Lelin,Xing</author><author>Hui,Li</author><author>Dongzhi,Liu</author><author>Xin,Zhou</author><author>邢樂林</author><author>李輝</author><author>劉冬至</author><author>周新</author></authors></contributors><titles><title>MONTHLYWATERDISTRIBUTIONINCHINAANDITSADJACENTAREAFROMTIME-VARIABLEGRAVITYFIELDOFGRACE利用GRACE時(shí)變重力場監(jiān)測中國及其周邊地區(qū)的水儲(chǔ)量月變化</title><secondary-title>海洋測繪</secondary-title></titles><periodical><full-title>海洋測繪</full-title></periodical><pages>34-36</pages><volume>27</volume><number>2</number><dates><year>2007</year></dates><urls></urls></record></Cite></EndNote>[13]利用重力衛(wèi)星提供的2005年中國及周邊地區(qū)的數(shù)據(jù)，監(jiān)測到中國水儲(chǔ)量幾個(gè)厘米的等效水柱高變化。汪漢勝ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>汪漢勝</Author><Year>2007</Year><RecNum>21</RecNum><DisplayText><styleface="superscript">[14]</style></DisplayText><record><rec-number>21</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="w55fzrevisrt5setwx4xt2dhfrz5pwx9sazs"timestamp="1650431170">21</key></foreign-keys><ref-typename="JournalArticle">17</ref-type><contributors><authors><author>汪漢勝</author><author>王志勇</author><author>袁旭東</author><author>Patrick</author><author>Rangelova</author><author>Elena</author></authors></contributors><titles><title>基于GRACE時(shí)變重力場的三峽水庫補(bǔ)給水系水儲(chǔ)量變化</title><secondary-title>地球物理學(xué)報(bào)</secondary-title></titles><periodical><full-title>地球物理學(xué)報(bào)</full-title></periodical><pages>730-736</pages><volume>50</volume><number>3</number><dates><year>2007</year></dates><urls></urls></record></Cite></EndNote>[14]采用三峽水庫2002-2004年的數(shù)據(jù)，用同化模型值驗(yàn)證了衛(wèi)星得到的結(jié)果，證明了GRACE重力衛(wèi)星在監(jiān)測水儲(chǔ)量變化中的應(yīng)用價(jià)值。陳智偉等ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>陳智偉</Author><Year>2020</Year><RecNum>22</RecNum><DisplayText><styleface="superscript">[15]</style></DisplayText><record><rec-number>22</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="w55fzrevisrt5setwx4xt2dhfrz5pwx9sazs"timestamp="1650431314">22</key></foreign-keys><ref-typename="JournalArticle">17</ref-type><contributors><authors><author>陳智偉</author><author>張興福</author><author>冉將軍</author><author>胡波</author><author>周波陽</author></authors></contributors><titles><title>利用新版GRACE時(shí)變模型反演珠江流域陸地水儲(chǔ)量變化</title><secondary-title>大地測量與地球動(dòng)力學(xué)</secondary-title></titles><periodical><full-title>大地測量與地球動(dòng)力學(xué)</full-title></periodical><pages>6</pages><volume>40</volume><number>3</number><dates><year>2020</year></dates><urls></urls></record></Cite></EndNote>[15]利用GLDAS水文數(shù)據(jù)、降雨數(shù)據(jù)和地下水?dāng)?shù)據(jù)等資料，通過GRACE衛(wèi)星重力場模型分析了珠江流域在2005-2012年間的陸地水儲(chǔ)量，得出珠江流域的水儲(chǔ)量在這期間一直在增加。胡小工等ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>胡小工</Author><Year>2006</Year><RecNum>23</RecNum><DisplayText><styleface="superscript">[16]</style></DisplayText><record><rec-number>23</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="w55fzrevisrt5setwx4xt2dhfrz5pwx9sazs"timestamp="1650431440">23</key></foreign-keys><ref-typename="JournalArticle">17</ref-type><contributors><authors><author>胡小工</author><author>陳劍利</author><author>周永宏</author><author>黃珹</author><author>廖新浩</author></authors></contributors><titles><title>利用GRACE空間重力測量長江流域水儲(chǔ)量的季節(jié)性變化</title><secondary-title>中國科學(xué)：D輯</secondary-title></titles><periodical><full-title>中國科學(xué)：D輯</full-title></periodical><pages>8</pages><volume>36</volume><number>3</number><dates><year>2006</year></dates><urls></urls></record></Cite></EndNote>[16]通過2002年4月-2003年12月間的GRACE時(shí)變重力場數(shù)據(jù)對長江流域水儲(chǔ)量進(jìn)行分析，得到在春季和早秋季，長江流域水儲(chǔ)量達(dá)到最大值，約為4cm。重力衛(wèi)星所反映的結(jié)果與GLDAS和CPC(climatepredictioncenter)較為一致，差值小于1cm等效水柱高。周志才ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>周志才</Author><Year>2017</Year><RecNum>24</RecNum><DisplayText><styleface="superscript">[17]</style></DisplayText><record><rec-number>24</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="w55fzrevisrt5setwx4xt2dhfrz5pwx9sazs"timestamp="1650432053">24</key></foreign-keys><ref-typename="JournalArticle">17</ref-type><contributors><authors><author>周志才</author><author>王衛(wèi)平</author><author>李冰瑤</author></authors></contributors><titles><title>基于GRACE衛(wèi)星時(shí)變重力場的淮河流域地下水儲(chǔ)量變化規(guī)律研究</title><secondary-title>水電能源科學(xué)</secondary-title></titles><periodical><full-title>水電能源科學(xué)</full-title></periodical><pages>5</pages><number>10</number><dates><year>2017</year></dates><urls></urls></record></Cite></EndNote>[17]等對淮河流域2002-2009年間的GRACE數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)淮河流域水儲(chǔ)量增幅為0.13cm/yr。JoodakiG（2014）在CLM4.5陸表模型的基礎(chǔ)上扣除土壤水、雪水、冠層生物水、里海和其余大型湖泊等因素的影響，發(fā)現(xiàn)地下水水儲(chǔ)量的下降是陸地水儲(chǔ)量總量減少的主要因素。Rodell等ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>Rodell</Author><Year>2004</Year><RecNum>25</RecNum><DisplayText><styleface="superscript">[18]</style></DisplayText><record><rec-number>25</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="w55fzrevisrt5setwx4xt2dhfrz5pwx9sazs"timestamp="1650432363">25</key></foreign-keys><ref-typename="JournalArticle">17</ref-type><contributors><authors><author>Rodell,M.</author><author>Famiglietti,J.S.</author><author>Chen,J.</author><author>Seneviratne,S.I.</author><author>Viterbo,P.</author><author>Holl,S.</author><author>Wilson,C.R.</author></authors></contributors><titles><title>BasinscaleestimatesofevapotranspirationusingGRACEandotherobservations</title><secondary-title>GeophysicalResearchLetters</secondary-title></titles><periodical><full-title>GeophysicalResearchLetters</full-title></periodical><volume>31</volume><number>20</number><dates><year>2004</year></dates><urls></urls></record></Cite></EndNote>[18]將GRACE數(shù)據(jù)與GLDAS數(shù)據(jù)相結(jié)合，利用當(dāng)?shù)氐耐寥罎穸饶Ｐ头治隽擞《任鞅辈康叵滤畠?chǔ)量的變化情況。1.2.2GRACE在冰川及極地冰蓋質(zhì)量變化方面的研究進(jìn)展在冰川及冰蓋質(zhì)量變化研究方面，Chen等ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>Chen</Author><Year>2009</Year><RecNum>26</RecNum><DisplayText><styleface="superscript">[19]</style></DisplayText><record><rec-number>26</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="w55fzrevisrt5setwx4xt2dhfrz5pwx9sazs"timestamp="1650432696">26</key></foreign-keys><ref-typename="JournalArticle">17</ref-type><contributors><authors><author>Chen,J.L.</author><author>Wilson,C.R.</author><author>Blankenship,D.D.</author><author>BDTapley</author></authors></contributors><titles><title>AcceleratedAntarcticicelossfromsatellitegravitymeasurements</title><secondary-title>NatureGeoscience</secondary-title></titles><periodical><full-title>NatureGeoscience</full-title></periodical><dates><year>2009</year></dates><urls></urls></record></Cite></EndNote>[19]采用GRACE衛(wèi)星數(shù)據(jù)對南極冰蓋質(zhì)量變化進(jìn)行研究，結(jié)果顯示南極冰蓋的質(zhì)量損失趨勢加快。羅志才ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>羅志才</Author><Year>2012</Year><RecNum>27</RecNum><DisplayText><styleface="superscript">[20]</style></DisplayText><record><rec-number>27</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="w55fzrevisrt5setwx4xt2dhfrz5pwx9sazs"timestamp="1650432875">27</key></foreign-keys><ref-typename="JournalArticle">17</ref-type><contributors><authors><author>羅志才</author><author>李瓊</author><author>張坤</author><author>汪海洪</author></authors></contributors><titles><title>利用GRACE時(shí)變重力場反演南極冰蓋的質(zhì)量變化趨勢</title><secondary-title>中國科學(xué)：地球科學(xué)</secondary-title></titles><periodical><full-title>中國科學(xué)：地球科學(xué)</full-title></periodical><pages>7</pages><volume>42</volume><number>10</number><dates><year>2012</year></dates><urls></urls></record></Cite></EndNote>[20]等通過2002年8月-2010年6月GRACE時(shí)變重力場數(shù)據(jù)，運(yùn)用構(gòu)建組合濾波的方案，得到南極冰蓋質(zhì)量在此期間消融速率加快。史紅嶺等ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>史紅嶺</Author><Year>2015</Year><RecNum>28</RecNum><DisplayText><styleface="superscript">[21]</style></DisplayText><record><rec-number>28</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="w55fzrevisrt5setwx4xt2dhfrz5pwx9sazs"timestamp="1650432984">28</key></foreign-keys><ref-typename="JournalArticle">17</ref-type><contributors><authors><author>史紅嶺</author><author>陸洋</author><author>高春春</author><author>朱傳東</author><author>杜宗亮</author></authors></contributors><titles><title>基于GRACE數(shù)據(jù)估計(jì)近年喜馬拉雅冰川質(zhì)量變化</title><secondary-title>大地測量與地球動(dòng)力學(xué)</secondary-title></titles><periodical><full-title>大地測量與地球動(dòng)力學(xué)</full-title></periodical><pages>5</pages><volume>35</volume><number>4</number><dates><year>2015</year></dates><urls></urls></record></Cite></EndNote>[21]利用CSR發(fā)布的GRACE時(shí)變重力場模型的RL05數(shù)據(jù)，扣除GIA(glacialisostaticadjustment)影響和水文模型等因素，得到近幾年來喜馬拉雅地區(qū)的冰川消融速度達(dá)到-8.26±4.61Gt/yr，加速度約為-3.54±1.25Gt/yr2。高春春ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>高春春</Author><Year>2015</Year><RecNum>29</RecNum><DisplayText><styleface="superscript">[22]</style></DisplayText><record><rec-number>29</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="w55fzrevisrt5setwx4xt2dhfrz5pwx9sazs"timestamp="1650433176">29</key></foreign-keys><ref-typename="JournalArticle">17</ref-type><contributors><authors><author>高春春</author><author>陸洋</author><author>張子占</author><author>史紅嶺</author><author>朱傳東</author></authors></contributors><titles><title>GRACE重力衛(wèi)星探測南極冰蓋質(zhì)量平衡及其不確定性</title><secondary-title>地球物理學(xué)報(bào)</secondary-title></titles><periodical><full-title>地球物理學(xué)報(bào)</full-title></periodical><pages>13</pages><volume>58</volume><number>3</number><dates><year>2015</year></dates><urls></urls></record></Cite></EndNote>[22]等對CSR發(fā)布的2003年1月-2013年12月的RL05數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，得出南極冰蓋質(zhì)量的變化趨勢為-163±50Gt/yr(GW13)、-129±41Gt/yr(IJ05)、-81±27Gt/yr(W12a)，加速度為-8±10Gt/yr2。鞠曉蕾等ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>鞠曉蕾</Author><Year>2013</Year><RecNum>30</RecNum><DisplayText><styleface="superscript">[23]</style></DisplayText><record><rec-number>30</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="w55fzrevisrt5setwx4xt2dhfrz5pwx9sazs"timestamp="1650433239">30</key></foreign-keys><ref-typename="JournalArticle">17</ref-type><contributors><authors><author>鞠曉蕾</author><author>沈云中</author><author>張子占</author></authors></contributors><titles><title>基于GRACE衛(wèi)星RL05數(shù)據(jù)的南極冰蓋質(zhì)量變化分析</title><secondary-title>地球物理學(xué)報(bào)</secondary-title></titles><periodical><full-title>地球物理學(xué)報(bào)</full-title></periodical><pages>10</pages><volume>56</volume><number>9</number><dates><year>2013</year></dates><urls></urls></record></Cite></EndNote>[23]利用三個(gè)機(jī)構(gòu)發(fā)布的GRACE數(shù)據(jù)，對南極冰蓋質(zhì)量的變化情況進(jìn)行分析，并計(jì)算了對全球海平面變化的影響，結(jié)果分別為0.54±0.06mm/yr、0.56±0.06mm/yr、0.37±0.09mm/yr。馮貴平等ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>馮貴平</Author><Year>2018</Year><RecNum>31</RecNum><DisplayText><styleface="superscript">[24]</style></DisplayText><record><rec-number>31</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="w55fzrevisrt5setwx4xt2dhfrz5pwx9sazs"timestamp="1650433352">31</key></foreign-keys><ref-typename="JournalArticle">17</ref-type><contributors><authors><author>馮貴平</author><author>宋清濤</author><author>蔣興偉</author><author>常亮</author></authors></contributors><titles><title>衛(wèi)星重力估計(jì)陸地水和冰川對全球海平面變化的貢獻(xiàn)</title><secondary-title>海洋學(xué)報(bào)</secondary-title></titles><periodical><full-title>海洋學(xué)報(bào)</full-title></periodical><pages>11</pages><volume>40</volume><number>11</number><dates><year>2018</year></dates><urls></urls></record></Cite></EndNote>[24]通過處理GRACERL05數(shù)據(jù)，將全球陸地質(zhì)量的變化與全球海水質(zhì)量進(jìn)行相關(guān)性分析，分析得到了冰川和陸地水交換對海平面變化的影響。眾多學(xué)者關(guān)于冰川和極地冰蓋質(zhì)量變化的研究結(jié)果表現(xiàn)出較好的一致性，這表明GRACE衛(wèi)星時(shí)變重力場數(shù)據(jù)來反演地表質(zhì)量具有可行性和可靠性。1.2.3GRACE在海平面變化方面的研究進(jìn)展引起海平面變化的因素主要有：（1）陸地水儲(chǔ)量的變化以及冰川、冰蓋和冰架消融的水由海洋獲得；（2）由于海洋增溫的熱膨脹導(dǎo)致的海水體積或密度變化。因此，海平面變化包括兩個(gè)分量，一個(gè)是海水的質(zhì)量變化，這一部分變化可以被GRACE重力衛(wèi)星監(jiān)測到；另一個(gè)是由于海水溫度鹽度變化導(dǎo)致的比容海平面變化，這一部分變化需要根據(jù)海水溫鹽觀測或海洋模式來計(jì)算。而總的海平面變化可以從衛(wèi)星測高觀測中獲得，理論上，衛(wèi)星測高觀測得到的總海平面變化是GRACE觀測的海水質(zhì)量變化與Argo浮標(biāo)觀測的比容海平面變化之和。在海平面變化的研究中，通過聯(lián)合衛(wèi)星測高、衛(wèi)星重力數(shù)據(jù)、Argo浮標(biāo)數(shù)據(jù)，可以進(jìn)行系統(tǒng)地分析全球及區(qū)域海平面的變化，還可以評估海水質(zhì)量變化和比容海平面變化這兩個(gè)不同分量對總海平面變化的影響ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>金濤勇</Author><Year>2010</Year><RecNum>33</RecNum><DisplayText><styleface="superscript">[25]</style></DisplayText><record><rec-number>33</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="w55fzrevisrt5setwx4xt2dhfrz5pwx9sazs"timestamp="1650434480">33</key></foreign-keys><ref-typename="JournalArticle">17</ref-type><contributors><authors><author>金濤勇</author><author>李建成</author><author>王正濤</author><author>姜衛(wèi)平</author></authors></contributors><titles><title>近四年全球海水質(zhì)量變化及其時(shí)空特征分析</title><secondary-title>地球物理學(xué)報(bào)</secondary-title></titles><periodical><full-title>地球物理學(xué)報(bào)</full-title></periodical><pages>8</pages><volume>53</volume><number>1</number><dates><year>2010</year></dates><urls></urls></record></Cite></EndNote>[25]。通過把GRACE數(shù)據(jù)與Argo數(shù)據(jù)聯(lián)合的結(jié)果與衛(wèi)星測高觀測進(jìn)行比較ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>文漢江</Author><Year>2012</Year><RecNum>34</RecNum><DisplayText><styleface="superscript">[26]</style></DisplayText><record><rec-number>34</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="w55fzrevisrt5setwx4xt2dhfrz5pwx9sazs"timestamp="1650434749">34</key></foreign-keys><ref-typename="JournalArticle">17</ref-type><contributors><authors><author>文漢江</author><author>李洪超</author><author>蔡艷輝</author><author>程鵬飛</author><author>朱廣彬</author></authors></contributors><titles><title>聯(lián)合Argo浮標(biāo),衛(wèi)星測高和GRACE數(shù)據(jù)研究海平面變化</title><secondary-title>測繪學(xué)報(bào)</secondary-title></titles><periodical><full-title>測繪學(xué)報(bào)</full-title></periodical><pages>7</pages><volume>41</volume><number>5</number><dates><year>2012</year></dates><urls></urls></record></Cite></EndNote>[26]，結(jié)果表明二者結(jié)果較為一致。在全球海平面變化研究方面，IPCC第四次評估報(bào)告ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>Bindoff</Author><Year>2007</Year><RecNum>36</RecNum><DisplayText><styleface="superscript">[27]</style></DisplayText><record><rec-number>36</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="w55fzrevisrt5setwx4xt2dhfrz5pwx9sazs"timestamp="1650435507">36</key></foreign-keys><ref-typename="JournalArticle">17</ref-type><contributors><authors><author>Bindoff,N.L.</author><author>Bates,N.R.</author><author>Josey,S.A.</author></authors></contributors><titles><title>Observations:oceanicclimatechangeandsealevel</title></titles><dates><year>2007</year></dates><urls></urls></record></Cite></EndNote>[27]指出在1993-2003年間，全球海平面上升中的50%源于海洋熱膨脹，即比容海平面變化，冰川消融貢獻(xiàn)了約30%，冰架質(zhì)量損失的貢獻(xiàn)約為15%。從2003年開始，陸地冰川消融開始加速，對海平面上升的貢獻(xiàn)增大。同時(shí)，海洋熱膨脹速率較1993-2003年下降(Lloveletal.2010)。1993-2010年間，海洋熱膨脹、冰川和冰架的貢獻(xiàn)均約為30%，即過去20年間海洋熱膨脹效應(yīng)貢獻(xiàn)了海平面上升的1/3。Chen等ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>Chen</Author><Year>2008</Year><RecNum>38</RecNum><DisplayText><styleface="superscript">[28]</style></DisplayText><record><rec-number>38</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="w55fzrevisrt5setwx4xt2dhfrz5pwx9sazs"timestamp="1650435832">38</key></foreign-keys><ref-typename="ConferenceProceedings">10</ref-type><contributors><authors><author>Chen,M.</author><author>Zuo,J.</author><author>Zhang,J.</author><author>Du,L.</author></authors></contributors><titles><title>SpatialdistributionofsealeveltrendandannualrangeintheChinaSeasfrom50longterm