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近海海平面变化成因分析

徐天河 杨元元 穆大鹏 尹鹏

徐天河, 杨元元, 穆大鹏, 尹鹏. 近海海平面变化成因分析[J]. 武汉大学学报 ● 信息科学版. doi: 10.13203/j.whugis20210643
引用本文: 徐天河, 杨元元, 穆大鹏, 尹鹏. 近海海平面变化成因分析[J]. 武汉大学学报 ● 信息科学版. doi: 10.13203/j.whugis20210643
XU Tianhe, YANG Yuanyuan, MU Dapeng, YIN Peng. The causes of coastal sea level change[J]. Geomatics and Information Science of Wuhan University. doi: 10.13203/j.whugis20210643
Citation: XU Tianhe, YANG Yuanyuan, MU Dapeng, YIN Peng. The causes of coastal sea level change[J]. Geomatics and Information Science of Wuhan University. doi: 10.13203/j.whugis20210643

近海海平面变化成因分析

doi: 10.13203/j.whugis20210643
基金项目: 

国家自然科学基金(42192534,41904081);国家重点研发计划(2020YFB0505800)

详细信息
    作者简介:

    徐天河,博士,教授,主要从事卫星大地测量及测量数据处理方面的研究。thxu@sdu.edu.cn

The causes of coastal sea level change

Funds: 

The National Natural Science Foundation of China (42192534,41904081); the National Key Research and Development Program of China (2020YFB0505800).

  • 摘要: 近海海平面上升直接威胁人类生存,分析其成因不仅具有重要科学意义,而且能够为应对海平面上升提供相应策略。本文使用卫星测高、时变重力以及浮标观测研究2002—2020年近海300 km内海平面变化成因。由于时变重力在近海受到较为严重的泄漏误差影响,使用时变重力约束解模拟陆地质量变化对海洋质量的泄漏,其线性趋势约为0.68 mm/a。在季节和非季节尺度上,时变重力和浮标观测解释了卫星测高的结果,证明近海海平面平衡方程在季节和非季节时间尺度上能够被闭合。在长期变化趋势方面,卫星测高显示近海海平面上升速率为(3.32±0.45)mm/a,而时变重力与浮标观测之和的速率为(2.25±0.51)mm/a,两者之间存在约1 mm/a的速率差。鉴于该速率差高于估计的不确定度,认为当前在闭合近海海平面平衡方程长期趋势方面仍存在不小挑战,一方面近海比容实测数据较为稀少,很可能低估了长期趋势变化;另一方面,不完善的泄漏误差改正和陆地垂直运动改正也会影响近海海平面长期趋势变化。
  • [1] Cazenave A, Dominh K, Guinehut S, et al. Sea Level Budget over 2003-2008:A Reevaluation from GRACE Space Gravimetry, Satellite Altimetry and Argo[J]. Global and Planetary Change, 2009, 65(1/2):83-88
    [2] Wang F, Shen Y, Chen Q, et al. Reduced Misclosure of Global Sea-Level Budget with Updated TongjiGrace2018 Solution[J]. Scientific Reports, 2021, 11(1):1-11.
    [3] Yi S, Sun W K, Heki K, et al. An Increase in the Rate of Global Mean Sea Level Rise since 2010[J]. Geophysical Research Letters, 2015, 42(10):3998-4006
    [4] Dieng H B, Cazenave A, Meyssignac B, et al. New Estimate of the Current Rate of Sea Level Rise from a Sea Level Budget Approach[J]. Geophysical Research Letters, 2017, 44(8):3744-3751
    [5] Church J A, White N J. A 20th Century Acceleration in Global Sea-Level Rise[J]. Geophysical Research Letters, 2006, 33(1)
    [6] Nicholls and Anny Cazenave R J. Sea-Level Rise and Its Impact on Coastal Zones[J]. Science, 2010, 328(5985):1517-1520
    [7] Watson P. A New Perspective on Global Mean Sea Level (GMSL) Acceleration[J]. Geophysical Research Letters, 2016, 43:6478-6484
    [8] Nerem R S, Beckley B D, Fasullo J T, et al. Climate-Change-Driven Accelerated Sea-Level Rise Detected in the Altimeter Era[J]. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 2018, 115(9):2022-2025
    [9] Tapley B D, Watkins M M, Flechtner F, et al. Contributions of GRACE to Understanding Climate Change[J]. Nature Climate Change, 2019, 5(5):358-369
    [10] Velicogna I, Mohajerani Y, Geruo A, et al. Continuity of ice sheet mass loss in Greenland and Antarctica from the GRACE and GRACE follow-on missions[J]. Geophysical Research Letters, 2020, 47(8):e2020GL087291.
    [11] Mu D P, Xu T H, Xu G C. An Investigation of Mass Changes in the Bohai Sea Observed by GRACE[J]. Journal of Geodesy, 2020, 94(9):1-11
    [12] Mu D P, Yan H M, Feng W, et al. GRACE Leakage Error Correction with Regularization Technique:Case Studies in Greenland and Antarctica[J]. Geophysical Journal International, 2017, 208(3):1775-1786
    [13] Chen J L, Tapley B, Wilson C, et al. Global Ocean Mass Change from GRACE and GRACE Follow-on and Altimeter and Argo Measurements[J]. Geophysical Research Letters, 2020, 47(22):e2020GL090656
    [14] Chen J L, Tapley B, Save H, et al. Quantification of Ocean Mass Change Using Gravity Recovery and Climate Experiment, Satellite Altimeter, and Argo Floats Observations[J]. Journal of Geophysical Research:Solid Earth, 2018, 123:10
    [15] .AVISO, 2018. SSALTO/DUACS user handbook:(M) SLA and (M) ADT near-real time and delayed time products CLS-DOS-NT-06-034, 4.1.
    [16] Peltier W R, Argus D F, Drummond R. Comment on "an Assessment of the ICE-6G_C (VM5a) Glacial Isostatic Adjustment Model" by Purcell et Al[J]. Journal of Geophysical Research:Solid Earth, 2018, 123(2):2019-2028
    [17] Save H, Bettadpur S, Tapley B. High-Resolution CSR GRACE RL05 Mascons[J]. Journal of Geophysical Research:Solid Earth, 2016, 121:7547-7569
    [18] Sun Y, Riva R, Ditmar P. Optimizing Estimates of Annual Variations and Trends in Geocenter Motion and J 2 from a Combination of GRACE Data and Geophysical Models[J]. Journal of Geophysical Research:Solid Earth, 2016, 121(11):8352-8370
    [19] Yang Y Y, Zhong M, Feng W, et al. Detecting Regional Deep Ocean Warming below 2000 Meter Based on Altimetry, GRACE, Argo, and CTD Data[J]. Advances in Atmospheric Sciences, 2021, 38:1778-1790
    [20] Zhong Y L, Zhong M, Feng W, et al. Groundwater Depletion in the West Liaohe River Basin, China and Its Implications Revealed by GRACE and in Situ Measurements[J]. Remote Sens, 2018, 10:493
    [21] Loomis B, Rachlin K, Luthcke S. Improved Earth Oblateness Rate Reveals Increased Ice Sheet Losses and Mass-Driven Sea Level Rise[J]. Geophysical Research Letters, 2019, 46:6910-6917
    [22] Loomis B, Rachlin K, Wiese D, et al. Replacing GRACE/GRACE-FO C30 with Satellite Laser Ranging:Impacts on Antarctic Ice Sheet Mass Change[J] Geophysical Research Letters, 2020, 47(3):e2019GL085488
    [23] Uebbing B, Kusche J, Rietbroek R, et al. Processing Choices Affect Ocean Mass Estimates from GRACE[J]. Journal of Geophysical Research:Oceans, 2019, 124(2):1029-1044
    [24] Watkins M M, Wiese D N, Yuan D, et al. Improved Methods for Observing Earth's Time Variable Mass Distribution with GRACE Using Spherical Cap Mascons[J]. Journal of Geophysical Research:Solid Earth, 2015, 120(4):2648-2671
    [25] Scanlon B R, Zhang Z Z, Save H, et al. Global Models Underestimate Large Decadal Declining and Rising Water Storage Trends Relative to GRACE Satellite Data[J]. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 2018, 115(6):E1080-E1089
    [26] Good S A, Martin M J, Rayner N A. EN4:Quality Controlled Ocean Temperature and Salinity Profiles and Monthly Objective Analyses with Uncertainty Estimates[J]. Journal of Geophysical Research:Oceans, 2013, 118(12):6704-6716
    [27] Yi S, Song C Q, Wang Q Y, et al. The Potential of GRACE Gravimetry to Detect the Heavy Rainfall-Induced Impoundment of a Small Reservoir in the Upper Yellow River[J]. Water Resources Research, 2017, 53:6562-6578
    [28] Barnoud A, Pfeffer J, Guérou A, et al. Contributions of Altimetry and Argo to Non-Closure of the Global Mean Sea Level Budget since 2016[J]. Geophysical Research Letters, 2021, 48(14):e2021GL092824
  • [1] 金波文, 王慧, 张建立, 李欢, 刘秋林.  北极新奥尔松地区海平面变化和陆地垂直运动分析 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, doi: 10.13203/j.whugis20190205
    [2] 李厚朴, 边少锋, 纪兵, 陈永冰.  基于逆Vening-Meinesz公式的测高重力中央区效应精密计算 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, doi: 10.13203/j.whugis20150744
    [3] 邓文彬, 许闯, 阿力甫·, 努尔买买提.  卫星重力梯度观测数据的时变信号影响分析 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, doi: 10.13203/j.whugis20140861
    [4] 张保军, 王泽民.  联合卫星重力、卫星测高和海洋资料研究全球海平面变化 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, doi: 10.13203/j.whugis20150230
    [5] 李大炜, 李建成, 金涛勇, 胡敏章.  利用多代卫星测高资料监测1993~2011年全球海平面变化 . 武汉大学学报 ● 信息科学版,
    [6] 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,
    [7] 王瑞, 李厚朴.  基于逆Stokes公式的测高重力反演中央区效应计算 . 武汉大学学报 ● 信息科学版,
    [8] 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,
    [9] 沈强, 鄂栋臣, 乔学军.  20世纪全球海平面年代际间变率及区域特征 . 武汉大学学报 ● 信息科学版,
    [10] 王虎彪, 王勇, 陆洋, 周旭华.  联合多种测高数据确定中国海及其邻域1.5′×1.5′重力异常 . 武汉大学学报 ● 信息科学版,
    [11] 邓凯亮, 暴景阳, 许军, 章传银.  用强制改正法建立中国近海平均海平面高模型 . 武汉大学学报 ● 信息科学版,
    [12] 黄谟涛, 王瑞, 翟国君, 欧阳永忠.  多代卫星测高数据联合平差及重力场反演 . 武汉大学学报 ● 信息科学版,
    [13] 李建成, 褚永海, 姜卫平, 徐新禹.  利用卫星测高资料监测长江中下游湖泊水位变化 . 武汉大学学报 ● 信息科学版,
    [14] 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,
    [15] 鲍李峰, 陆洋.  西太平洋海域卫星测高重力垂直梯度分布 . 武汉大学学报 ● 信息科学版,
    [16] 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,
    [17] 史红岭, 陆洋, 王勇.  CHAMP重力卫星结果在中国海及邻近海域的初步分析 . 武汉大学学报 ● 信息科学版,
    [18] 章传银, 李建成, 晁定波.  联合卫星测高和海洋物理数据计算近海稳态海面地形 . 武汉大学学报 ● 信息科学版,
    [19] 翟国君, 欧阳永忠, 黄谟涛, 王瑞.  测高数据在计算海平面时的取权 . 武汉大学学报 ● 信息科学版,
    [20] 周东旭, 冯义楷, 张化疑, 付延光, 唐秋华.  联合卫星测高和GNSS观测的天津沿海近25年相对海平面变化分析 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, doi: 10.13203/j.whugis20210532
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出版历程
  • 收稿日期:  2022-03-20
  • 网络出版日期:  2022-04-21

近海海平面变化成因分析

doi: 10.13203/j.whugis20210643
    基金项目:

    国家自然科学基金(42192534,41904081);国家重点研发计划(2020YFB0505800)

    作者简介:

    徐天河,博士,教授,主要从事卫星大地测量及测量数据处理方面的研究。thxu@sdu.edu.cn

摘要: 近海海平面上升直接威胁人类生存,分析其成因不仅具有重要科学意义,而且能够为应对海平面上升提供相应策略。本文使用卫星测高、时变重力以及浮标观测研究2002—2020年近海300 km内海平面变化成因。由于时变重力在近海受到较为严重的泄漏误差影响,使用时变重力约束解模拟陆地质量变化对海洋质量的泄漏,其线性趋势约为0.68 mm/a。在季节和非季节尺度上,时变重力和浮标观测解释了卫星测高的结果,证明近海海平面平衡方程在季节和非季节时间尺度上能够被闭合。在长期变化趋势方面,卫星测高显示近海海平面上升速率为(3.32±0.45)mm/a,而时变重力与浮标观测之和的速率为(2.25±0.51)mm/a,两者之间存在约1 mm/a的速率差。鉴于该速率差高于估计的不确定度,认为当前在闭合近海海平面平衡方程长期趋势方面仍存在不小挑战,一方面近海比容实测数据较为稀少,很可能低估了长期趋势变化;另一方面,不完善的泄漏误差改正和陆地垂直运动改正也会影响近海海平面长期趋势变化。

English Abstract

徐天河, 杨元元, 穆大鹏, 尹鹏. 近海海平面变化成因分析[J]. 武汉大学学报 ● 信息科学版. doi: 10.13203/j.whugis20210643
引用本文: 徐天河, 杨元元, 穆大鹏, 尹鹏. 近海海平面变化成因分析[J]. 武汉大学学报 ● 信息科学版. doi: 10.13203/j.whugis20210643
XU Tianhe, YANG Yuanyuan, MU Dapeng, YIN Peng. The causes of coastal sea level change[J]. Geomatics and Information Science of Wuhan University. doi: 10.13203/j.whugis20210643
Citation: XU Tianhe, YANG Yuanyuan, MU Dapeng, YIN Peng. The causes of coastal sea level change[J]. Geomatics and Information Science of Wuhan University. doi: 10.13203/j.whugis20210643
参考文献 (28)

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