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1.
研究了反演区域陆地水储量变化的点质量模型方法,采用Tikhonov正则化方法解决了反演过程中参数估计病态问题。利用GRACE（gravity recovery and climate experiment）时变重力场模型数据,用点质量模型方法反演了中国大陆及其周边地区陆地水储量变化,将点质量模型反演结果与球谐系数法反演结果、GLDAS（global land data assimilation）水文模型数据进行了验证分析,并选取了4个特征点计算了陆地水储量变化时间序列。实验结果表明,由于点质量模型方法将研究区域内不同网格质量变化对地球重力场的影响分离开来,所得区域陆地水储量变化局部信号更明显,并且点质量模型方法反演结果与GLDAS水文模型数据相关性更强。 相似文献
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为了研究中国大陆地区的陆地水储量变化，利用陆态网182个GNSS站点垂向坐标时间序列反演了中国大陆地区2011—2021年的陆地水储量变化，并结合GRACE时变重力场数据、GLDAS水文模型和GPM降雨数据对中国大陆地区不同流域的陆地水储量反演结果进行对比分析。结果表明：(1)中国西南地区陆地水储量变化振幅最为显著，华南地区次之，西北内陆地区最不明显；(2)GNSS的结果与GRACE和GLDAS总体上具有较高的一致性，但在不同地区存在差异。其中，华南地区多种数据集一致性较高，华北地区则相对差异较大，可能是受该地区地下水减少的影响。结果表明GNSS可以作为监测区域陆地水储量变化的有效手段。 相似文献
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为了实现科尔沁沙地的水资源监测,该文采用2003年7月至2010年12月的GRACE月重力场模型,经过去相关滤波、高斯平滑滤波和GIA改正,利用尺度因子法恢复重力场信号,反演科尔沁沙地的陆地水储量变化,与CPC水文模型反演结果进行对比分析。研究结果表明:由GRACE Release-05Level-2数据反演得到的2003年7月至2010年12月科尔沁沙地陆地水储量下降速率为-13.2±2.6(mm·a-1);CPC水文模型反演的该地区陆地水储量变化曲线与GRACE反演结果呈现出良好的一致性,具有相似的季节变化;2009年秋至2010年春该地区陆地水储量呈现直线减少,并达到最低点,这一现象与该时段中国北方的干旱事件相一致。 相似文献
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针对京津冀地区水资源灾害频发、水储量监测手段存在局限性的问题,本文利用该地区2015年1月至2017年6月的重力场恢复与气候实验(GRACE)月重力场模型数据反演陆地水储量变化信息,结合区域降水、全球陆地资料同化系统(GLDAS)模型数据,对研究区域内水储量变化时空特征进行相关性分析.结果表明:GRACE监测的陆地水储... 相似文献
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利用2003-1~2013-12的GRACE月重力场数据来计算新疆天山地区陆地水储量的变化,采用去相关滤波和300 km高斯滤波相结合的方法来滤除GRACE数据中的噪声,同时采用尺度因子的方法来减小GRACE后处理误差的影响,并利用Paulson模型结果来扣除由冰川均衡调整（GIA）对水储量反演结果的影响,把得到的最终结果与同期GLDAS、CPC水文模型进行了验证分析。结果表明,GRACE反演结果与两个水文模型的模拟结果变化趋势基本一致,在2003~2013年间,研究区域的水储量整体上呈现下降趋势,速率为-0.54±0.27 mm/a左右,但期间水储量变化波动较大,在2008年10月份左右,该区域水储量较同期呈现明显减小,这与该时段的干旱事件相一致。 相似文献
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利用GRACE时变重力场反演黑河流域水储量变化 总被引：5，自引：0，他引：5
黑河流域水储量变化对该区域的生态环境和经济建设等具有重要影响。本文利用2002年8月至2011年6月GRACE（Gravity Recovery and Climate Experiment）时变重力场模型GRGS-EIGEN-GL04,采用去相关滤波P3M6与300km高斯滤波相结合的滤波方法反演了黑河流域陆地水储量变化,扣除GLDAS（Global Land Data Assimilation System）水文模型计算的土壤水和冰雪变化,给出了黑河流域地下水储量的时空变化,并利用张掖地区23口地下水测井数据对地下水反演结果进行了初步验证。研究结果表明：（1）黑河流域陆地水储量整体上呈现减少趋势,与该流域气候变化和CPC水文模型的计算结果具有较好的一致性,其减少速率为2.3cm/a等效水高;（2）黑河流域地下水储量呈现长期减少趋势,其减少速率为2.5cm/a等效水高,上、中游区域地下水储量减少速率相当,下游区域地下水储量减少速率明显小于中上游区域。 相似文献
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利用重力恢复与气候实验(gravity recovery and climate experiment, GRACE)时变地球重力场模型计算得到非洲奥卡万戈三角洲地区2003-01—2014-12的陆地水储量变化信息,分别采用主成分分析(principal component analysis, PCA)和独立成分分析(independent component analysis, ICA)提取质量变化信号,并与全球陆地数据同化系统(global land data assimilation system, GLDAS)的水文模型进行对比。结果显示,在奥卡万戈河流域东北部,水储量表现出很强的周期性变化,两种数据空间特征分布的信号出现在相同位置的成分GRACE-IC1和GLDAS-IC1对应的时间序列的相关系数达到0.85。奥卡万戈三角洲地区水储量从2003-01—2011-10呈现上升趋势,两种数据空间特征分布的信号出现在相同位置的成分GRACE-IC2和GLDAS-IC3对应的时间序列的相关系数达到0.81,说明GRACE反演结果与GLDAS水文模型反演结果在研究区域内具有很强的一致性。引入全球降水气候中心降水数据和Water GAP全球水文模型数据对研究区域陆地水储量变化的原因进行分析。实验结果表明,相对于传统的多项式拟合方法,ICA可以在较大区域内直接对特定位置质量变化信号的时空特征进行提取;对比GRACE数据两种方法分解结果的第3成分可以看出,在空间尺度和时间尺度上,ICA方法对信号的分解能力要优于主成分分析方法。 相似文献
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本文基于GRACE最新重力场模型RL05序列研究了高斯滤波、Wiener滤波、各向异性滤波三种方法在长江流域水储量变化监测中的适用性,计算了应用三种方法得到的水储量变化速率。通过与长江流域水文模型的比较,高斯滤波平滑半径为430km时所得的结果与Wiener滤波基本一致,但各向异性滤波反演的结果与水文模型更为接近,并且优于前面两种方法。研究结果表明GRACE RL05时变重力场球谐系数误差存在各向异性的分布特征,因此各向异性滤波更适用于GRACE区域水储量变化的研究。 相似文献
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正由于GRACE(gravity recovery and climate experiment)时变重力场模型直接解算质量变化时存在较大的误差,需要对其进行相应的滤波处理,提高质量变化的反演精度。本文总结了GRACE监测全球与区域质量变化的研究进展,分析了最新时变重力场模型的精度及其滤波方法;提出了基于重力位系数协方差阵的时变重力场滤波方法;分析了南极冰盖的质量变化、亚马孙流域陆地水质量和海平面变化。本文的研究成果及创新点主要包括以下几个方面: 相似文献
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针对利用传统监测手段难以高效获取地下水储量观测数据的问题,基于GRACE重力卫星的大尺度水资源储量反演已成为当前水资源调查的研究热点。本文利用2012-2016年CSR机构发布的GRACE RL06月解数据,通过等效水高反演得到河南省陆地水储量时序结果,扣除由同期GLDAS水文模型计算得到的地表水储量时序数据,从而得到河南省地下水储量时序变化数据结果。经与地下水位监测井实测数据进行对比验证,相关系数显著性水平达0.01,表明本文算法流程具有较高的可靠性。进一步的统计分析结果表明,河南省北部地区的地下水储量呈亏损态势,最大变化率超过26 mm/a;河南省中部和东部地区地下水储量有一定盈余,最大变化率超过16 mm/a,相关结果数据与河南省水利局公布的全省主要地下水超采区范围吻合。本文旨在利用GRACE重力卫星数据与GLDAS水文模型反演获取河南省地下水储量空间分布差异及演变趋势,相关算法流程可为广域地下水储量调查监测提供技术支撑;研究数据可为该区域地下水资源的合理利用与保护提供参考。 相似文献
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地表质量的重分布会引起固体地球的弹性形变,GPS连续运行观测站能够精确测定地表负荷引起的地壳形变。本文通过模拟数据对利用云南省及其周边47个中国大陆构造环境监测网（陆态网）台站反演云南地区陆地水储量的可行性进行分析：以水文模型周年振幅为真值,计算47个台站点的负荷形变,同时加入随机误差构成模拟观测数据,最后采用模型反演陆地水储量变化;1000次的随机模拟试验表明利用当前GPS台站数据可有效地反演云南地区陆地水储量变化。基于上述结论,笔者反演了云南省2010—2014年陆地水储量变化,GPS反演结果表明：云南省陆地水变化呈现明显的地域分布特征,西南部高山地区的水储量周年变化高于东部平原地区;在时间尺度上,云南省大部分地区水储量在10月（夏季末）达到最大值,在4月（冬季末）达到最小值;云南省2010—2014年陆地水呈缓慢增长趋势,约为20 mm/a。通过GPS陆地水储量反演结果与GRACE、GLDAS以及TRMM数据综合对比分析,表明利用云南地区当前GPS台站可以作为独立观测量用于GRACE与GRACE Follow-on衔接期间的陆地水储量变化监测。 相似文献
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Continental hydrology loading observed by VLBI measurements 总被引：1，自引：1，他引：0
Variations in continental water storage lead to loading deformation of the crust with typical peak-to-peak variations at very long baseline interferometry (VLBI) sites of 3–15 mm in the vertical component and 1–2 mm in the horizontal component. The hydrology signal at VLBI sites has annual and semi-annual components and clear interannual variations. We have calculated the hydrology loading series using mass loading distributions derived from the global land data assimilation system (GLDAS) hydrology model and alternatively from a global grid of equal-area gravity recovery and climate experiment (GRACE) mascons. In the analysis of the two weekly VLBI 24-h R1 and R4 network sessions from 2003 to 2010 the baseline length repeatabilities are reduced in 79 % (80 %) of baselines when GLDAS (GRACE) loading corrections are applied. Site vertical coordinate repeatabilities are reduced in about 80 % of the sites when either GLDAS or GRACE loading is used. In the horizontal components, reduction occurs in 70–80 % of the sites. Estimates of the annual site vertical amplitudes were reduced for 16 out of 18 sites if either loading series was applied. We estimated loading admittance factors for each site and found that the average admittances were 1.01 \(\pm \) 0.05 for GRACE and 1.39 \(\pm \) 0.07 for GLDAS. The standard deviations of the GRACE admittances and GLDAS admittances were 0.31 and 0.68, respectively. For sites that have been observed in a set of sufficiently temporally dense daily sessions, the average correlation between VLBI vertical monthly averaged series and GLDAS or GRACE loading series was 0.47 and 0.43, respectively. 相似文献
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Continental hydrological loading by land water, snow and ice is a process that is important for the full understanding of the excitation of polar motion. In this study, we compute different estimations of hydrological excitation functions of polar motion (as hydrological angular momentum, HAM) using various variables from the Global Land Data Assimilation System (GLDAS) models of the land-based hydrosphere. The main aim of this study is to show the influence of variables from different hydrological processes including evapotranspiration, runoff, snowmelt and soil moisture, on polar motion excitations at annual and short-term timescales. Hydrological excitation functions of polar motion are determined using selected variables of these GLDAS realizations. Furthermore, we use time-variable gravity field solutions from the Gravity Recovery and Climate Experiment (GRACE) to determine the hydrological mass effects on polar motion excitation. We first conduct an intercomparison of the maps of variations of regional hydrological excitation functions, timing and phase diagrams of different regional and global HAMs. Next, we estimate the hydrological signal in geodetically observed polar motion excitation as a residual by subtracting the contributions of atmospheric angular momentum and oceanic angular momentum. Finally, the hydrological excitations are compared with those hydrological signals determined from residuals of the observed polar motion excitation series. The results will help us understand the relative importance of polar motion excitation within the individual hydrological processes, based on hydrological modeling. This method will allow us to estimate how well the polar motion excitation budget in the seasonal and inter-annual spectral ranges can be closed. 相似文献
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A spatiospectral localization method is discussed for processing the global geopotential coefficients from satellite mission
data to investigate time-variable gravity. The time-variable mass variation signal usually appears associated with a particular
geographical area yielding inherently regional structure, while the dependence of the satellite gravity errors on a geographical
region is not so evident. The proposed localization amplifies the signal-to-noise ratio of the (non-stationary) time-variable
signals in the geopotential coefficient estimates by localizing the global coefficients to the area where the signal is expected
to be largest. The results based on localization of the global satellite gravity coefficients such as Gravity Recovery And
Climate Experiment (GRACE) and Gravity and Ocean Circulation Explorer (GOCE) indicate that the coseismic deformation caused
by great earthquakes such as the 2004 Sumatra–Andaman earthquake can be detected by the low-low tracking and the gradiometer
data within the bandwidths of spherical degrees 15–30 and 25–100, respectively. However, the detection of terrestrial water
storage variation by GOCE gradiometer is equivocal even after localization. 相似文献
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Seasonal global mean sea level change from satellite altimeter, GRACE, and geophysical models 总被引：2，自引：1，他引：2
J. L. Chen C. R. Wilson B. D. Tapley J. S. Famiglietti Matt Rodell 《Journal of Geodesy》2005,79(9):532-539
We estimate seasonal global mean sea level changes using different data resources, including sea level anomalies from satellite
radar altimetry, ocean temperature and salinity from the World Ocean Atlas 2001, time-variable gravity observations from the
Gravity Recovery and Climate Experiment (GRACE) mission, and terrestrial water storage and atmospheric water vapor changes
from the NASA global land data assimilation system and National Centers for Environmental Prediction reanalysis atmospheric
model. The results from all estimates are consistent in amplitude and phase at the annual period, in some cases with remarkably
good agreement. The results provide a good measure of average annual variation of water stored within atmospheric, land, and
ocean reservoirs. We examine how varied treatments of degree-2 and degree-1 spherical harmonics from GRACE, laser ranging,
and Earth rotation variations affect GRACE mean sea level change estimates. We also show that correcting the standard equilibrium
ocean pole tide correction for mass conservation is needed when using satellite altimeter data in global mean sea level studies.
These encouraging results indicate that is reasonable to consider estimating longer-term time series of water storage in these
reservoirs, as a way of tracking climate change. 相似文献