全球海陸水質量交換對海平面變化的自吸引效應研究

《全球海陸水質量交換對海平面變化的自吸引效應研究》是依託中國科學院精密測量科學與技術創新研究院，由彭鵬擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：全球海陸水質量交換對海平面變化的自吸引效應研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：彭鵬
• 依託單位：中國科學院精密測量科學與技術創新研究院

項目摘要

全球海陸水質量交換對海平面變化的自吸引效應是反映海洋和陸地間相互複雜作用的一個重要表征，是研究海平面變化物理機制不可或缺的重要內容。目前仍未能準確的量化和檢核該效應的時空變化特徵，其主因是，缺乏準確的海洋和陸地水質量交換數據。近年來，這一情況得到很大改觀，套用GRACE衛星時變重力場數據，經過較好的數據後處理，已經可以獲得比較可靠的陸地水質量和質量海平面（洋底壓力）變化數據，使得更好的量化和檢核該自吸引效應成為可能。本研究通過構建耦合了自吸引效應的新的點質量正演模型，獲取準確的自吸引效應信號，進而從時頻域和空域分析其對海平面變化的影響；通過一種EOF重構方法，獲取準確的洋底壓力數據，然後聯合驗潮站觀測數據，將對該自吸引效應的檢測從近海擴展至整體海洋。本項目研究的開展有利於我們深入理解海平面變化的物理機制，同時也將為冰川學和水文學提供重要的信息資源。

結題摘要

海陸冰水質量重分布，不僅會使固體地球表面產生形變位移，也會引起重力位勢場包括引力位和離心力位的變化，兩者之和稱之為自吸引效應(SAL, Self-attraction Finger)。SAL 效應是研究全球海平面變化的物理機制中不可或缺的重要內容。由於缺乏準確的海陸冰水質量交換數據，在衛星大地測量技術，特別是衛星重力衛星計畫成功實施之前，很難對SAL效應的時空變化進行準確的量化和檢核。 本項目從研究內容和其邏輯關係可以分為三部分：1）提取更為準確的近地表流體質量(主要為陸地冰水質量和海洋海水質量)時空變化信息作為數據源。包括採用徑向基函式代替球諧基函式來解算時變重力場；採用耦合了SAL效應的正演模型來削弱向內/外信號泄漏誤差的影響；採用EOF重構方法，聯合GRACE和海洋模式的優點，獲取信噪比更優的海水質量時空變化信息。2）在地球球對稱且完全彈性，海洋盆地函式為常函式假定條件下，基於Farrell負荷理論，構建考慮地球自轉回饋效應的海平面方程疊代求解框架。3)SAL效應量化檢核。首先基於第一部分得到的數據源，求解海平面方程，量化SAL效應周年尺度和長期尺度的時空分布特徵，同時以對驗潮站觀測得到的質量海平面變化解釋方差為評價標準，評估在海洋模式ECCO輸出的OBP時變場中考慮SAL效應前後的解釋方差差異。 通過該項目的研究：一方面，所得到的陸地冰水變化、海洋海水質量變化信息可以為冰川學、水文學和物理海洋學提供重要的信息資源；另一方面，通過量化SAL對全球海洋的周年和長期變化貢獻，可以有利於我們深入理解海平面變化的物理機制。如在分析恆河流域近海海平面變化各影響因素貢獻閉合問題時，SAL效應必須予以考慮。