联合卫星重力、卫星测高和海洋资料研究全球海平面变化

张保军; 王泽民

doi:10.13203/j.whugis20150230

联合卫星重力、卫星测高和海洋资料研究全球海平面变化

doi: 10.13203/j.whugis20150230

武汉大学中国南极测绘研究中心, 湖北武汉, 430079

基金项目: 南北极环境综合考察与评估专项基金资助项目(CHINARE2015-02-02);测绘地理信息公益性行业科研专项基金资助项目(201412009)。

详细信息

作者简介:
张保军,博士生,主要从事卫星大地测量研究。E-mail:bjzhang@whu.edu.cn

通讯作者: 王泽民,教授,博士。E-mail:zmwang@whu.edu.cn

中图分类号: P228.41

Global Sea Level Variations Estimated from Satellite Altimetry, GRACE and Oceanographic Data

Chinese Antarctic Center of Surveying and Mapping, Wuhan University, Wuhan 430079, China

Funds: The Chinese Polar Environment Comprehensive Investigation and Assessment Program, No. CHINARE2015-02-02;the Special Scientific Research and Public Service Fund of Surveying, Mapping and Geoinformation, No.201412009.

摘要: 利用GRACE、卫星测高和海洋实测温盐数据,探讨了2003~2012年间全球海平面、比容海平面和海水质量等的变化特征,并讨论了南极冰盖和格陵兰冰盖消融对全球海平面变化的影响。全球海平面整体呈上升趋势,上升速度为2.72±0.07 mm/a,且存在显著的空间分布特征。全球海平面、比容海平面和海水质量等的变化还具有显著的季节性特征,其中全球海平面变化的年周期振幅为4.6±0.3 mm。使用经验正交函数分析(EOF)得到全球海平面和比容海平面的季节性变化在南北半球存在显著的差异,但海水质量季节性变化不存在这种差异。南极冰盖和格陵兰冰盖的消融速率分别为-75.7±12.3 Gt/a和-124.1±2.9 Gt/a,对海平面的长期趋势项贡献分别为0.21±0.03 mm/a和0.34±0.01 mm/a,仅占全球海水质量增加速度1.80±0.10 mm/a的12%和19%,总计占31%,因此,两极冰盖质量消融并不是2003-2012年间海水质量增加的最主要因素。
- 海平面变化 /
- 卫星测高 /
- GRACE /
- Argo /
- Ishii
Abstract: In this paper, global sea level variations and the influence on the sea level rise from Antarctic ice sheet and Greenland ice sheet ablation from 2003 to 2012 are estimated from satellite altimetry, GRACE and oceanographic data. From 2003 to 2012, global sea level rose with the rate at 2.72±0.07 mm/a and spatial distribution characteristics estimated from altimetry. Ocean mass changes estimated from GRACE accounted for 66% of the sea level change, with the rate at 1.80±0.10mm/a, and steric sea level changes accounted for 34% of the sea level change with the rate at 0.93±0.05 mm/a estimated from Argo and accounted for 19% of the sea level change with the rate at 0.51±0.03 mm/a estimated from Ishii. Meanwhile, global sea level, steric sea level and oceanic mass variations had significant seasonal characteristics, with the annual cycle amplitude 4.6±0.3 mm, 4.1±0.2 mm, 3.6±0.1 mm and 7.3±0.4 mm, respectively, estimated from altimetry, Argo, Ishii and GRACE. Using empirical orthogonal function (EOF) analysis, we found significant seasonal differences existed between the northern and southern hemispheres in global sea level, steric sea level, but did not exist in oceanic mass changes. The rates of Antarctica ice sheet and Greenland ice sheet ablation were -75.7±12.3 Gt/a and -124.1±2.9 Gt/a from 2003 to 2012, respectively. And the correspondent global sea level rising rates were 0.21±0.03 mm/a, 0.34±0.01 mm/a, which can only accounted for 12% and 19%, total up to only 31% of the ocean mass increase. So the melting of the polar ice sheet was not the most important factor in the increase of ocean mass from 2003 to 2012.
- global mean sea level variations /
- satellite altimetry /
- GRACE /
- Argo /
- Ishii

[1]	Chen J, Wilson C, Tapley B, et al. Seasonal Global Mean Sea Level Change from Satellite Altimeter, GRACE, and Geophysical Models[J]. Journal of Geodesy,2005, 79(9):532-539
[2]	Willis J K, Chambers D P, Nerem R S. Assessing the Globally Averaged Sea Level Budget on Seasonal to Interannual Time Scales[J]. J Geophys Res, 2008, 113, C06015
[3]	Vinogradov S V, Ponte R M, Heimbach P, et al.The Mean Seasonal Cycle in Sea Level Estimated from a Data-Constrained General Circulation Model [J]. J Geophys Res, 2008, 113, C03032
[4]	García D, Chao B F, Río J D, et al. On the Steric and Mass-Induced Contributions to the Annual Sea Level Variations in the Mediterranean Sea [J]. J Geophys Res, 2006, 111: C09030
[5]	Feng Wei, Zhong Min, Xu Houze.Global Sea Level Changes Estimated from Satellite Altimetry, Satellite Gravimetry and Argo Data During 2005-2013[J].Progressing in Geophysics, 2014,29(2):471- 477(冯伟, 钟敏, 许厚泽.联合卫星测高、卫星重力和海洋浮标资料研究2005-2013年全球海平面变化[J].地球物理学进展, 2014, 29(2):471-477)
[6]	Cheng M K, Tapley B D, Ries J C. Deceleration in the Earth's Oblateness [J]. J Geophys Res, 2013, 118(2):740-747
[7]	Cheng M K, Ries J C, Tapley B D. Geocenter Variations from Analysis of SLR Data, in Reference Frames for Applications in Geosciences [J]. International Association of Geodesy Symposia, 2013, 138: 19-25
[8]	Swenson S, Wahr J. Post-Processing Removal of Correlated Errors in GRACE Data [J]. Geophys Res Lett, 2006, 33: L08402
[9]	Chen J L, Wilson C R, Tapley B D, et al. GRACEDetects Coseismic and Postseismic from the Sumatra-Andaman Earthquake [J]. Geophys Res Lett, 2007, 34: L13302
[10]	Wahr J, Molenaar M. Time Variability of the Earth's Gravity Field: Hydrological and Oceanic Effects and Their Possible Detection Using GRACE [J]. J Geophys Res, 1998, 103 (B12): 30 205-30 229
[11]	Flechtner F, Dobslaw H, Fagiolini E. AOD1B Product Description Document for Product Release 05[R]. GFZ German Research Centre for Geosciences Department 1: Geodesy and Remote Sensing, Germany, 2014
[12]	Wessel P, Smith W H F. A Global Self-consistent, Hierarchical, High-resolution Shoreline Database [J]. J Geophys Res, 1996, 101: 8 741-8 743
[13]	Chambers D. Observing Seasonal Steric Sea Level Variations with GRACE and Satellite Altimetry [J]. J Geophys Res, 2006, 111(C3):C03010
[14]	Hosoda S, Ohira T, Nakamura T.A Monthly Mean Dataset of Global Oceanic Temperature and Salinity Derived from Argo Float Observations [J]. Jamstec Rep Res Dev, 2008, 8: 47-59
[15]	Ishii M, Kimoto M. Reevaluation of Historical Ocean Heat Content Variations with Time-Varying XBT and MBT Depth Bias Corrections [J]. Journal of Oceanography, 2009, 65(3):287-299
[16]	Douglas B, Peltier W. The Puzzle of Global Sea-Level Rise [J]. Physics Today, 2002, 55(3): 35-41
[17]	Jiang Min, Zhong Min, Zhang Zizhan, et al. Influence of GIA on Ocean Mass Variations [J]. Geomatics and Information Science of Wuhan University, 2013, 38(10):1 188-1 191(江敏, 钟敏, 张子占, 等. 冰川均衡调整对全球水质量变化的影响[J]. 武汉大学学报·信息科学版, 2013, 38(10): 1 188-1 191)
[18]	Lombard A, Garcia D, Ramillien G, et al. Estimation of Steric Sea Level Variations from Combined GRACE and Jason-1 Data[J]. Earth and Planetary Science Letters, 2007,254(12):194-202
[19]	Wen Hanjiang, Li Hongchao, Cai Yanhui, et al. The Study of Global Sea Level Change by Combining Argo Floats Data, Satellite Altimetry and GRACE Observations[J]. Acta Geodeatica et Cart- ographica Sinica,2012,41(5):696-702 (文汉江,李洪超, 蔡艳辉, 等. 联合Argo浮标、卫星测高和GRACE数据研究海平面变化[J].测绘学报,2012,41(5):696-702)
[20]	Quinn K J, Ponte R M. Uncertainty in Ocean Mass Trends from GRACE [J]. Geophys J Int, 2010, 181:762-768
[21]	Paulson A, Zhong S, Wahr J.Inference of Mantle Viscosity from GRACE and Relative Sea Level Data [J]. Geophys J Int, 2007,171: 497-508
[22]	Luo Zhicai, Li Qiong, Zhang Kun, et al. Trend of Mass Change in the Antarctic Ice Sheet Recovered from the GRACE Temporal Gravity Field[J]. Sci China: Earth Sci, 2012, 55: 76-82 (罗志才, 李琼, 张坤, 等.利用GRACE时变重力场反演南极冰盖的质量变化趋势[J].中国科学:地球科学, 2012,42(10):1 590-1 596)
[23]	Baur O. Greenland Mass Variation from Time-Variable Gravity in the Absence of GRACE [J]. Geophy J Lett, 2013, 40:4 289-4 293
[24]	Groh A, Gruber C, Fagiolini E, et al. Ice-Mass Changes Inferred from Global and Regional GRACE Solutions[C]. AGU Fall Meeting Abstracts, San Francisco, USA, 2014
[25]	Wouters B, Chambers D, Schrama E J O. GRACE Observes Small-Scale Mass Loss in Greenland[J]. Geophysical Research Letters, 2008, 35(20): 295-296

[1]	李夫鹏, 王正涛, 超能芳, 冯建迪, 张兵兵, 田坤俊, 韩亚坤. 利用Swarm星群探测亚马逊流域2015-2016年干旱事件 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2020, 45(4): 595-603. doi: 10.13203/j.whugis20180273
[2]	钟玉龙, 钟敏, 冯伟, 闫昊明, 李成振. 联合GRACE重力卫星与实测资料估计西辽河流域蒸散发量 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2020, 45(2): 173-178. doi: 10.13203/j.whugis20170402
[3]	刘冰石, 邹贤才. ENSO影响下的西太平洋地区海陆水储量变化分析 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2019, 44(9): 1296-1303. doi: 10.13203/j.whugis20170392
[4]	苏勇, 范东明, 蒲星钢, 游为, 肖东升, 于冰. 联合GOCE卫星数据和GRACE法方程确定SWJTU-GOGR01S全球重力场模型 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2018, 43(3): 457-463. doi: 10.13203/j.whugis20150100
[5]	李武东, 郭金运, 常晓涛, 朱广彬, 孔巧丽. 利用GRACE重力卫星反演2003~2013年新疆天山地区陆地水储量时空变化 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2017, 42(7): 1021-1026. doi: 10.13203/j.whugis20150079
[6]	王星星, 李斐, 郝卫峰, 张胜凯, 杨元德. GRACE RL05反演南极冰盖质量变化方法比较 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2016, 41(11): 1450-1457. doi: 10.13203/j.whugis20140611
[7]	江敏, 钟敏, 张子占, 冯伟. 冰川均衡调整对全球海水质量变化的影响 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2013, 38(10): 1188-1191.
[8]	金涛勇, 李建成. 利用验潮站观测数据校正测高平均海平面变化线性漂移 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2012, 37(10): 1194-1197.
[9]	孙佳龙, 郭金运, 常晓涛, 郭淑艳. 利用卫星测高和重力的巴尔喀什湖水位变化监测 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2011, 36(4): 401-406.
[10]	张守建, 李建成, 邹贤才, 金涛勇. GRACE卫星非差运动学精密定轨分析 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2010, 35(6): 679-682.
[11]	金涛勇, 李建成, 王正涛, 蒋涛. 卫星测高逆气压改正及其对海平面变化的影响 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2010, 35(9): 1017-1020.
[12]	翟宁, 王泽民, 伍岳, 叶聪云. 利用GRACE反演长江流域水储量变化 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2009, 34(4): 436-439.
[13]	邢乐林, 李建成, 李辉, 孙文科. Sumatra-Adaman大地震同震和震后形变的GRACE卫星检测 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2009, 34(9): 1080-1084.
[14]	朱广彬, 李建成, 文汉江, 王正涛. 利用GRACE时变位模型研究南极冰盖质量变化 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2009, 34(10): 1185-1189.
[15]	杨元德, 鄂栋臣, 晁定波. 利用GRACE数据反演格陵兰冰盖冰雪质量变化 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2009, 34(8): 961-964.
[16]	赵齐乐, 施闯, 柳响林, 葛茂荣. 重力卫星的星载GPS精密定轨 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2008, 33(8): 810-814.
[17]	罗佳, 宁津生, 施闯, 邹贤才. 卫星跟踪卫星重力观测方程的建立 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2008, 33(6): 619-622.
[18]	许军, 暴景阳, 刘雁春. 潮汐模型对利用卫星测高数据研究海平面变化的影响 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2006, 31(6): 503-507.
[19]	王正涛, 李建成, 晁定波, 姜卫平. 利用卫星测高数据研究海面高月异常变化与厄尔尼诺现象的相关性 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2004, 29(8): 699-703.
[20]	宁津生, 罗佳, 汪海洪. 地球外部引力场引起卫星间距离变化的数值模拟研究 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2003, 28(6): 636-641.

点击查看大图

计量

文章访问数: 933
HTML全文浏览量: 29
PDF下载量: 777
被引次数: 0

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

留言板

联合卫星重力、卫星测高和海洋资料研究全球海平面变化

doi: 10.13203/j.whugis20150230

作者简介:
张保军,博士生,主要从事卫星大地测量研究。E-mail:bjzhang@whu.edu.cn

通讯作者: 王泽民,教授,博士。E-mail:zmwang@whu.edu.cn

Global Sea Level Variations Estimated from Satellite Altimetry, GRACE and Oceanographic Data

计量

联合卫星重力、卫星测高和海洋资料研究全球海平面变化

doi: 10.13203/j.whugis20150230

武汉大学中国南极测绘研究中心, 湖北武汉, 430079

作者简介:
张保军,博士生,主要从事卫星大地测量研究。E-mail:bjzhang@whu.edu.cn

通讯作者: 王泽民,教授,博士。E-mail:zmwang@whu.edu.cn

English Abstract

Global Sea Level Variations Estimated from Satellite Altimetry, GRACE and Oceanographic Data

Chinese Antarctic Center of Surveying and Mapping, Wuhan University, Wuhan 430079, China

全文HTML

目录

留言板

联合卫星重力、卫星测高和海洋资料研究全球海平面变化

doi: 10.13203/j.whugis20150230

作者简介: 张保军,博士生,主要从事卫星大地测量研究。E-mail:bjzhang@whu.edu.cn

通讯作者: 王泽民,教授,博士。E-mail:zmwang@whu.edu.cn

Global Sea Level Variations Estimated from Satellite Altimetry, GRACE and Oceanographic Data

计量

出版历程

联合卫星重力、卫星测高和海洋资料研究全球海平面变化

doi: 10.13203/j.whugis20150230

武汉大学中国南极测绘研究中心, 湖北 武汉, 430079

作者简介: 张保军,博士生,主要从事卫星大地测量研究。E-mail:bjzhang@whu.edu.cn

通讯作者: 王泽民,教授,博士。E-mail:zmwang@whu.edu.cn

English Abstract

Global Sea Level Variations Estimated from Satellite Altimetry, GRACE and Oceanographic Data

Chinese Antarctic Center of Surveying and Mapping, Wuhan University, Wuhan 430079, China

全文HTML

目录

作者简介:
张保军,博士生,主要从事卫星大地测量研究。E-mail:bjzhang@whu.edu.cn

武汉大学中国南极测绘研究中心, 湖北武汉, 430079

作者简介:
张保军,博士生,主要从事卫星大地测量研究。E-mail:bjzhang@whu.edu.cn