本文關(guān)鍵詞：利用GRACE時變重力場探測青海區(qū)域陸地水變化

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【摘要】：地球質(zhì)量的分布并非時刻處于穩(wěn)定靜止的狀態(tài),地球表層水區(qū)域分布上季節(jié)性的周年變化和長期趨勢上的年際變化,對于氣候變化和人類活動具有重要影響。作為空間大地測量的重要內(nèi)容,地球重力場的研究可以提高人們對地球的認知。2002年發(fā)射的GRACE衛(wèi)星使得全天候、高精度、高效獲取全球范圍內(nèi)中長空間尺度時變重力場信息變?yōu)榭赡?為人們提供了監(jiān)測地球質(zhì)量變化的方法。本文利用GRACE(Gravity Recovery and Climate Experiment)RL05數(shù)據(jù)計算2002-2012年間全球范圍內(nèi)的質(zhì)量變化,選取青海地區(qū)結(jié)合水文模型GLDAS、衛(wèi)星測高數(shù)據(jù)和降水資料進行了詳細分析。引入主成分分析方法對于全球計算結(jié)果進行分解、篩選和重構(gòu)。其中相關(guān)的內(nèi)容和結(jié)論概括如下：(1)描述了空間大地測量中衛(wèi)星重力探測技術(shù)的發(fā)展和CHAMP(Challenging Mini-Satellite Payload For Geoscience and Application)、GRACE、GOCE(Gravity Field and Steady-State Ocean Circulation Explorer)三種重力衛(wèi)星,對利用重力衛(wèi)星數(shù)據(jù)探測地球質(zhì)量變化的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀進行了總結(jié)。介紹了GRACE的衛(wèi)星數(shù)據(jù)產(chǎn)品并闡述利用GRACE衛(wèi)星重力場數(shù)據(jù)反演全球質(zhì)量變化的原理和方法,在GRACE時變重力場后處理方法中著重分析并比較了高斯濾波、扇形濾波、去相關(guān)濾波等空間平滑濾波方法對于重力場模型高階系數(shù)誤差的影響。(2)引入統(tǒng)計方法中的主成分分析方法對于2004-2010年期間連續(xù)84個月的GRACE重力場模型數(shù)據(jù)計算出的全球范圍內(nèi)質(zhì)量變化進行分解,得到反映全球陸地水儲量主要變化區(qū)域分布的空間模態(tài)和水儲量變化周年性的時間模態(tài)。通過采用高貢獻度的幾個空間和時間模塊進行數(shù)據(jù)重構(gòu)可以有效的保留原始信號的主成分并壓縮數(shù)據(jù)信號和誤差噪聲的去除。(3)利用2002-2012年的GRACE數(shù)據(jù)計算分析了全球陸地水儲量的長期變化和周年變化特征,并引入水文模型GLDAS(Global Land Data Assimilation System)所反演出的全球地表水儲量變化與GRACE計算結(jié)果進行對比和驗證分析。詳細分析得出青海地區(qū)陸地水與地表水儲量變化均存在明顯的季節(jié)變化特征,這與降雨資料有很好的一致性,具體表現(xiàn)為夏季降雨增多,陸地水與地表水儲量增加；冬季降雨減少,陸地水與地表水儲量減少。除季節(jié)變化外,青海地區(qū)2002-2012年間陸地水儲量呈現(xiàn)出明顯的年際變化特征,在長期年際變化上呈現(xiàn)逐年增加的趨勢,平均增長速率為4.3±0.4mm/yr,表現(xiàn)為西部高原地區(qū)增長速率相對較快。青海湖流域2002-2012年間陸地水儲量表現(xiàn)為逐年增加,平均增長速率為3.8±0.4mm/yr,主要來自于地表水儲量和青海湖泊蓄水量的變化,平均速率增長分別為2.2±0.3mm/yr和0.9±0.1mm/yr.青海西部高原區(qū)域2002-2012年間陸地水儲量呈現(xiàn)逐年增長的趨勢,平均增長速率為6.4±0.4mm/yr,在趨勢向主要由凍土層及深層地下水、地表水儲量和湖泊蓄水量的變化所影響。衛(wèi)星測高監(jiān)測的結(jié)果表明,青海地區(qū)多個湖泊的蓄水量自2002年以來表現(xiàn)為上升的趨勢,這與GRACE監(jiān)測的陸地水儲量變化趨勢趨于一致。
【關(guān)鍵詞】：GRACE 水儲量變化 空間濾波 主成分分析
【學(xué)位授予單位】：西南交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：P223;P33
【目錄】：

• 摘要6-8
• Abstract8-12
• 第一章 緒論12-19
• 1.1 研究背景及意義12
• 1.2 衛(wèi)星重力探測技術(shù)的發(fā)展12-15
• 1.3 地球質(zhì)量變化國內(nèi)外研究現(xiàn)狀15-17
• 1.3.1 國外研究現(xiàn)狀16
• 1.3.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀16-17
• 1.4 GRACE時變重力場模型濾波方法研究現(xiàn)狀17
• 1.5 本文研究主要內(nèi)容17-19
• 第二章 GRACE反演地球質(zhì)量原理與方法19-42
• 2.1 GRACE衛(wèi)星數(shù)據(jù)19-22
• 2.2 GRACE反演地球質(zhì)量原理22-25
• 2.3 空間濾波25-35
• 2.3.1 空間平滑函數(shù)26
• 2.3.2 高斯濾波26-30
• 2.3.3 扇形濾波30-31
• 2.3.4 去相關(guān)濾波方法31-33
• 2.3.5 DDK濾波33-35
• 2.4 泄漏誤差35-37
• 2.4.1 區(qū)域核函數(shù)36-37
• 2.4.2 尺度因子37
• 2.5 水文模型37-38
• 2.6 時間序列分析38-40
• 2.7 本章小結(jié)40-42
• 第三章 陸地水儲量變化的主成分分析42-48
• 3.1 主成分分析42-47
• 3.1.1 主成分計算42-45
• 3.1.2 信號壓縮與重構(gòu)45-47
• 3.2 本章小結(jié)47-48
• 第四章 青海地區(qū)陸地水儲量變化48-58
• 4.1 GRACE數(shù)據(jù)處理及年際變化信息48-50
• 4.1.1 GRACE數(shù)據(jù)處理48-49
• 4.1.2 年際變化49-50
• 4.2 青海湖流域陸地水儲量變化50-54
• 4.3 西部青藏高原地區(qū)陸地水儲量變化54-57
• 4.4 本章小結(jié)57-58
• 第五章 結(jié)論與展望58-60
• 5.1 結(jié)論58-59
• 5.2 展望59-60
• 致謝60-61
• 參考文獻61-63

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 翟寧;王澤民;伍岳;葉聰云;;利用GRACE反演長江流域水儲量變化[J];武漢大學(xué)學(xué)報(信息科學(xué)版);2009年04期

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6 胡小工;陳劍利;周永宏;黃s，

本文編號：1017060