利用GRACE时变重力场探测中国大陆陆地水储量变化

来源 :广东工业大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:davidjts
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
随着中国经济的快速增长,工业、农业和生活等方面的用水量大幅度增加,因此探明我国陆地水和地下水储量变化情况对指导水资源合理分配具有十分重要的意义。如地下水测井、红外或微波遥感卫星、数值模拟等传统分析水储量变化的方法具有较大的局限性,限制了人们对水储量变化的认识。重力恢复与气候试验卫星(Gravity Recovery And Climate Experiment,GRACE)于2002年3月成功发射,为监测全球大尺度的地表质量变化提供了重要数据支撑,是目前大区域陆地水储量变化监测的有效手段之一。本文主要围绕利用GRACE时变重力场模型反演中国大陆陆地水储量变化的有关内容展开,并结合全国的607口实测地下水井数据对反演的地下水储量变化进行验证分析,主要内容如下:(1)总结了利用GRACE时变重力场模型反演全球陆地水储量变化的基本原理和算法,主要包括高斯、扇形等滤波方法,Swenson、Duan和Pn Mm等去条带误差方法以及泄露误差改正方法。(2)对比分析了CSR RL05、GFZ RL05、JPL RL05、ITSG-Grace2016、CSR RL06、GFZ RL06、JPL RL06和ITSG-Grace2018模型的噪声情况,结果表明,三大官方机构RL06版模型的精度有了显著改善,ITSG-Grace2018模型精度相对ITSG-Grace2016模型也有一定提高。新版模型之间差异更小,说明不同机构采用GRACE卫星的第3版KBR等数据反演模型具有更高的一致性。以中国大陆为研究区域,详细比较了150km、200km、250km和300km高斯滤波组合Duan、Swenson和P3M6去条带方法的降噪效果,分析结果表明150km高斯滤波组合Duan去条带方法即可有效降低ITSG-Grace2018模型的噪声,也能够在一定程度上可削弱模型的信号泄露。(3)选择了ITSG-Grace2018时变重力场模型、GLDAS水文模型、降雨、温度等资料分析中国大陆九大流域的陆地水储量变化情况。结果表明,长江、珠江、东南诸河及西南诸河流域陆地水储量变化的振幅较大,且其受降雨的影响,具有明显的季节性特征。松辽、黄河、海河和淮河流域陆地水储量变化的振幅较小且季节性特征较弱。内陆河流域陆地水储量变化的振幅最小并有一定的年际特征。在研究时期内,长江、珠江和东南诸河流域陆地水储量分别以4.83mm/yr、5.35mm/yr和8.31mm/yr的速度增加;黄河、海河、淮河和西南诸河流域陆地水储量分别以-4.22 mm/yr、-10.41mm/yr、-9.60mm/yr和-10.96mm/yr的速率减少;松辽流域和内陆河流域陆地水储量的变化速度分别为1.33mm/yr和0.10mm/yr,基本处于平衡的状态。另外,分析显示GRACE卫星有能力监测到流域较为严重的干旱洪水灾害事件。(4)分析了九大流域由ITSG-Grace2018模型、GLDAS模型反演的地下水储量变化,并结合地下水井实测的地下水储量变化进行比较。结果表明,因受陆地水储量变化的影响,长江流域、东南诸河流域和西南诸河流域反演的和实测的地下水储量变化均呈现出较为明显的季节性变化。除了珠江流域外,在2005年至2016年8月期间两者在其它各流域的变化趋势上具有较好的一致性。松辽、黄河、海河、淮河、西南诸河和内陆河流域的地下水储量均呈下降趋势,反演的和实测的地下水储量变化速率分别为-6.44mm/yr、-8.92mm/yr、-18.75mm/yr、(-2.04/-12.87mm/yr)、-6.25mm/yr、-6.26mm/yr和-1.47mm/yr、-7.80mm/yr、-8.35mm/yr、(-0.37/-7.19mm/yr)、-1.83mm/yr、-3.09mm/yr;长江和东南诸河流域的地下水储量均呈上升趋势,反演的和实测的地下水储量变化速率分别为5.67mm/yr、(6.14/17.23mm/yr)和6.62mm/yr、(2.71/17.57mm/yr);其中淮河流域和东南诸河流域的地下水变化情况分成2005年至2011年、2012年至2016年两段进行分析。因黄河、淮河、长江、东南诸河和内陆河流域的地下水井数量相对较多,反演的和实测的地下水储量变化趋势在数值亦比较接近。(5)分析了GRACE Follow-On和Swarm月时变模型的精度,并讨论利用Swarm卫星衔接GRACE卫星与GRACE Follow-On卫星之间空缺的可行性。结果表明,GRACE Follow-On模型与GRACE RL06版模型的噪声水平基本一致,而Swarm月时变模型噪声较为严重,需要采用半径为800km以上的高斯滤波才能获取有效的信号。经过800km高斯滤波处理,GRACE、GRACE Follow-On和Swarm模型在亚马逊流域和格陵兰岛地区的水文信号具有较好的一致性,但三者在长江流域和珠江流域的吻合度不高。
其他文献
社会治理各领域风险形态的不断变化导致各种样态的社会事件层出不穷,当下复杂的经济及社会生活对行政管理手段提出了更高的要求,公民终身资格罚作为一种新型规制手段,应社会治理之需求而生。公民终身资格罚是指行政机关对公民在其生存的全部期间内科处的不能实施某种行为或不能进入某一行业的处罚。作为极具严厉性与制裁性的处罚,因其效率性及一定程度上的正当性在行政治理过程中得到了广泛的认可与运用。然而,在现代法治背景下
如何实现高效便捷、廉价绿色的催化过程,以合成在材料、生物、医药和天然产物等领域中具有潜在应用价值的分子是现代有机合成中需要解决的重大挑战之一。氧化串联反应具有原
罐体是炼油厂和化工厂等生产部门中重要的储能元件之一。罐体在复杂的工况下服役,很容易产生损伤缺陷而引起结构失效,从而带来严重的经济损失甚至造成恶性事故。因此,探寻能检测出罐体内部损伤状态的检测技术是非常有实用价值的。传统的无损检测方法可以有效地检测出构件中已发展成形的宏观或扩展性缺陷,但是无法预知早期损伤萌生至宏观缺陷的衍生规律而引发恶性事故。近年来,在机械部件的无损检测中引入了层析成像技术,该技术
从现金支付到手机支付,从亲自下厨到享受外卖,从打出租到滴滴接驾,网络技术的飞速发展,加速着人们生活方式的转变。然而,网络技术在给社会生活提供巨大便利的同时也带来诸多隐患。如今,不仅盗窃、诈骗等传统犯罪可以通过网络低成本、更便捷地实施,就连许多新类型的网络犯罪也由此衍生,如利用网络直播传播淫秽物品牟利、网络赌博等等。在不久的将来,大多数的犯罪都可能通过网络来实施。面对手段多样、危及范围广泛、数量激增
利用1960-2015年中国2474个站点的逐日最低温度资料,选取了共56个冬半年;同时利用了NCEP/NCAR再分析数据集。利用REOF、合成分析、百分位法等方法,系统地分析了中国大陆基于
随着煤层的开采,巷道围岩垮塌事故屡见不鲜,不仅影响煤层开采效率,更为重要的是危及生命安全。由大量的巷道围岩垮塌工程案例表明,巷道围岩弱化结构面的存在对巷道围岩的稳定性具有控制作用。因此,研究含有弱化结构面巷道围岩的破坏特征具有重要意义。以白羊岭101回采工作面的掘进为工程背景,通过数值模拟与相似材料模型试验相结合的方式,对赋存结构面巷道围岩受力、变形及破坏规律进行了研究。主要内容如下:(1)通过室
小脑皮层出生后的发育对其成年后的运动和非运动功能具有重要影响。既往研究指出,胰泌素可促进运动调控和运动学习,且胰泌素敲除小鼠的早期运动反射发育出现迟滞。以上结果提
随着社会的不断发展,人类对石油天然气的需求越来越大,油气钻井也有向着深部地层发展的趋势。传统的钻进技术是使用井上的转盘驱动钻头旋转切削岩石,但随着钻井深度增加,地层
目前,随着我国城镇化进程的加快和居民出行率的提高,城市公交建设力度不断加大,然而,在大力推行公交建设的过程中,我国公交企业融资难的问题一直是企业深度发展所面临的重大问题。公交企业前期资金投入量大,回报率低且回收周期长,导致了资金筹措的难度较大,以往的间接融资方式,如银行贷款等,对于非大型企业来说取得的难度比较大,而且资金成本比较高。最终资金压力全部压在政府身上,现如今,随着国家财政拨款、道路交通建
欧盟代表着现代民族国家通过合作与一体化道路克服敌对、争端与战争的独特典范与成功尝试。武力已经不再作为成员国之间发生争端时的优先选项,基于透明、开放、合作与相互依赖的安全理念深入欧洲大陆。半个世纪以来的欧洲一体化进程使成员国享受了前所未有的安全、自由和繁荣。但最近十年,欧盟似乎有些止步不前,国际社会对欧盟发展前景也逐渐转入悲观。作为最高领域的政治合作,防务一体化更是步履维艰。本文首先从厘清欧盟防务一