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全球水储量变化的GRACE卫星检测
  • ISSN号:0001-5733
  • 期刊名称:《地球物理学报》
  • 时间:0
  • 分类:P228[天文地球—大地测量学与测量工程;天文地球—测绘科学与技术]
  • 作者机构:[1]中国科学院测量与地球物理研究所动力大地测量重点实验室,武汉430077, [2]中国科学院上海天文台,上海200030
  • 相关基金:国家自然科学基金(40234039,40674013)、中国科学院基金(KZCX3-SW-132)和野外台站研究基金(051114)资助.
中文摘要:

利用GRACE月尺度变化的地球重力场反演了全球水储量变化,并与陆地水文资料、卫星测高资料及海洋模式得到的结果进行了比对.通过对SOURE台站重力变化的陆地水储量变化计算结果和GRACE重力场系数截断为15阶得到的结果比较,发现两者比较接近,且年周期变化特征明显.对于亚马逊流域,当重力场系数截断为15阶且平滑半径使用106m时,GRACE反演的区域平均水储量厚度的周年变化振幅为15.6×10^-2m,小于使用平滑半径为4×10^5m的23.7×10^-2m.在研究长江流域时,本文对水文资料做球谐系数展开,并与GRACE数据做同样的截断和平滑处理,结果发现GRACE反演的水厚度变化与水文资料结果基本上符合.对于纬度±66°之间的海洋区域,GRACE反演的海水质量变化接近于结合卫星测高和海洋模式得到的结果,但对于20×20网格,则在一些区域差异明显,最大超过了0.2m,中误差为3.8×10^-2m.可见,当前GRACE卫星时变重力场只能确定出上千公里及以上尺度区域的水储量变化.

英文摘要:

Global water storage variations on the land and in the ocean are recovered by using GRACE monthly time-variable gravity fields, and these results are compared with land hydrological data, satellite altimeter data and oceanic model solutions. Comparing the gravity change at SOURE station calculated by land water storage variation with the result from GRACE gravity field coefficients truncated to degree and order 15, we find that they are close to one another with an evident annually varying term. In the Amazon drainage basin, for a 106 m smoothing radius and GRACE gravity field coefficients truncated to degree and order 15, the annual amplitude of average water storage variation thickness is about 15.6×10^-2 m, smaller than 23.7 ×10^-2 m for a 4 × 10^5 m smoothing radius. When we study the water storage variation in the Yangtse drainage basin, we expand the hydrological data in spherical harmonic coefficients, and dispose them of truncation and smoothness as same as GRACE data. The result indicates that the average thickness of water storage variation measured from GRACE agrees well with the hydrological data solution. For the range of latitudes - 66 to 66 degrees in the ocean, the seawater mass variation recovered from GRACE is in good agreement with the result from satellite altimeter combined with the oceanic model, but for the 2°× 2° grid, there exist differences in some grid regions, and the largest is over 0.2 m, the RMS is 3.8×10^-2 m. So the GRACE satellite time-variable gravity field can only determine water storage variation over thousands kilometers or more with high accuracy presently.

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期刊信息
  • 《地球物理学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国地球物理学会 中国科学院地质与地球物理研究所
  • 主编:刘光鼎
  • 地址:北京9825信箱
  • 邮编:100029
  • 邮箱:actageop@mail.igcas.ac.cn
  • 电话:010-82998105
  • 国际标准刊号:ISSN:0001-5733
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2074/P
  • 邮发代号:2-571
  • 获奖情况:
  • 首届国家期刊奖,第二届国家期刊奖,中国期刊方阵“双高”期刊,第三届中国出版政府奖
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰地学数据库,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国地质文献预评数据库,美国剑桥科学文摘,美国科学引文索引(扩展库),美国石油文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:31618