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海平面变化与人类生活息息相关,特别对于住在沿岸的人们来说具有非常重要的意义。本文利用卫星测高数据、ECCO温盐数据和GRACE时变重力场系数分别计算了平均海平面变化、热容海平面变化、海水质量分布引起的海平面变化,并且联合卫星测高和GRACE数据估算了热容海平面变化。本文的主要研究工作如下:
1.计算了近全球平均海平面和热容海平面季节变化,结果显示海水热膨胀是大尺度海平面变化的主要贡献者,质量变化只占很小一部分。
2.利用GRACE系数解算了全球海水质量变化,研究结果表明:低阶项系数(1阶项和△C20)对解算结果有较大的影响;不同的平滑半径对平均海平面变化影响不大;在扣除NCEP海平面气压影响后,GRACE得到的海水质量变化与卫星测高扣掉模式热容结果符合的很好。
3.采用经验正交函数分析方法(EOF)研究了海平面季节变化第一模态,发现估算热容变化与模式热容变化空间分布,在绝大部分海域一致。
4.给出平均海平面的变化趋势:卫星测高观测最近15年的全球平均海平面变化趋势变化率约3.0~3.3mm/yr,2000~2006年的变化率是3.1+0.2mm/yr;海水质量变化引起全球平均海平面变化的趋势(2003~2006年)约为-0.3±0.2mm/yr,经过PGR修正的值约为1.4±0.2mm/yr;同一时期,全球热容海平面变化趋势约为1.7±0.6mm/yr。
5.结合GRACE和ICE-5G模型计算了南极冰雪质量变化趋势,结果显示整个南极冰雪质量呈亏损之势,变化率为-44.5km3/yr,可导致海平面每年上升0.11mm,绝大部分质量亏损来自于西部地区。