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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 基于衛(wèi)星高度計(jì)資料的全球海平面變化預(yù)測
- 小類：
- 數(shù)理
- 簡介：
- 基于AVISO提供的最新衛(wèi)星高度計(jì)觀測資料，采用最小二乘法、頻譜分析等方式統(tǒng)計(jì)分析了全球海平面的變化趨勢。結(jié)果表明，在93-09年之間，全球平均海平面上升速率約為2.9mm/a，該趨勢近幾年來有明顯增大現(xiàn)象。到2050年，全球海平面將比10年上升約117.4mm。其變化分布是不均勻的，具有區(qū)域差異性。繼而初步探究了海平面異常與ENSO的關(guān)系，并用經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解法計(jì)算了太平洋海平面變化趨勢。
- 詳細(xì)介紹：
- 由于高度計(jì)資料獲得的是相對(duì)于理想橢球體而言的絕對(duì)海平面，不受構(gòu)造運(yùn)動(dòng)影響，故本作品基于AVISO提供的最新衛(wèi)星高度計(jì)觀測資料，采用最小二乘法、頻譜分析等方式統(tǒng)計(jì)分析了全球海平面的變化趨勢。結(jié)果表明，在1993-2009年之間，全球平均海平面上升速率約為2.9 mm/a，并且由于全球變暖等因素的影響，該趨勢近幾年來有明顯增大的現(xiàn)象。根據(jù)此數(shù)據(jù)，到2050年，全球海平面將比2010年上升約117.4 mm。全球海平面高度同時(shí)具有明顯的年周期變化，變化振幅約為20 mm。其最高值發(fā)生在每年的10月份，最低值發(fā)生在每年的4月份。全球海平面的變化分布是不均勻的，具有區(qū)域差異性，西太平洋赤道兩側(cè)上升趨勢最為顯著，而美洲西海岸等地區(qū)卻出現(xiàn)了負(fù)增長。本文繼而初步探究了海平面異常（SLA）與El Nino的關(guān)系，并用經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解法（EMD）計(jì)算了太平洋海平面變化趨勢。
作品圖片
作品專業(yè)信息
撰寫目的和基本思路
- 本作品主要基于衛(wèi)星高度計(jì)的觀測資料，采用最小二乘法、頻譜分析、經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解法（EMD）等方法統(tǒng)計(jì)分析全球海平面變化的趨勢，結(jié)合理論模型結(jié)果，較為準(zhǔn)確地得出全球及區(qū)域海平面的變化速率，并分析了厄爾尼諾現(xiàn)象對(duì)全球海平面變化的影響。
科學(xué)性、先進(jìn)性及獨(dú)特之處
- 本文基于到目前為止最完整的衛(wèi)星高度計(jì)數(shù)據(jù)，采用目前關(guān)于海平面變化的前沿理論模型與先進(jìn)完善的數(shù)據(jù)處理方法，系統(tǒng)地對(duì)全球海平面變化趨勢進(jìn)行定量分析及預(yù)測，研究結(jié)果比之前同類課題的研究更為準(zhǔn)確。
應(yīng)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義
- 海洋是全球氣候系統(tǒng)的核心組成部分，全球氣候變化會(huì)直接導(dǎo)致海平面變化，因此海平面作為全球氣候變化的一個(gè)重要指標(biāo)，其變化對(duì)海洋大氣系統(tǒng)以及人類的生產(chǎn)生活都有著重要影響，本作品針對(duì)海平面變化的研究也為深入了解氣候變化提供了重要依據(jù)。
學(xué)術(shù)論文摘要
- 本文基于AVISO提供的最新衛(wèi)星高度計(jì)觀測資料，采用最小二乘法、頻譜分析等方式統(tǒng)計(jì)分析了全球海平面的變化趨勢。結(jié)果表明，在1993-2009年之間，全球平均海平面上升速率約為2.9 mm/a，并且由于全球變暖等因素的影響，該趨勢近幾年來有明顯增大的現(xiàn)象。根據(jù)此數(shù)據(jù)，到2050年，全球海平面將比2010年上升約117.4 mm。全球海平面高度同時(shí)具有明顯的年周期變化，變化振幅約為20mm。其最高值發(fā)生在每年的10月份，最低值發(fā)生在每年的4月份。全球海平面的變化分布是不均勻的，具有區(qū)域差異性，西太平洋赤道兩側(cè)上升趨勢最為顯著，而美洲西海岸等地區(qū)卻出現(xiàn)了負(fù)增長。本文繼而初步探究了海平面異常（SLA）與El Nino的關(guān)系，并用經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解法（EMD）計(jì)算了太平洋海平面變化趨勢。
獲獎(jiǎng)情況
- 無
鑒定結(jié)果
- 作品結(jié)論符合政府間氣候變化專業(yè)委員會(huì)（IPCC）在2007年發(fā)布的第四次氣候變化評(píng)估報(bào)告中指出的全球海平面近十幾年呈加速上升趨勢的結(jié)論。
參考文獻(xiàn)
- [1]顧小麗, 李培良 (2009): 太平洋海平面變化特征及影響因素分析. 海洋學(xué)報(bào), 31, 28-36.[2]呂春花 (1991): 海平面上升在威脅人類. 海洋世界, 11, 8-9. [3]榮增瑞, 劉玉光, 宗海波, 修 鵬, 文 凡, 陳滿春 (2008): 全球和南海海平面變化及其與厄爾尼諾的關(guān)系. 海洋通報(bào), 27, 1-8. [4]Cabanes, C., A. Cazenave and C. Leprovost (2001): Sea level rise during past 40 years determined from satellite and in situ observations. J. Science, 294, 840-842. [5]Chambers, D., J. Wahr, and R. Nerem (2004): Preliminary observations of global ocean mass variations with GRACE. Geophys. Res. Letts., 31, doi:10.1029/2004GL020461. [6]IPCC (2007): IPCC Fourth Assessment Report. Climate Change 2007. Summary for Policymakers. Observed changes in climate and their effects. [7]Holgate, S. J. and P. L. Woodworth (2004): Evidence for enhanced coastal sea level rise during the 1990s. Geophysical Research Letters, 31, p. L07305. [8]Huang, N. E., et. al. (1998): The empirical mode decomposition and the Hilbert spectrum for nonlinear and non-stationary time series analysis. Proc. R. Soc. Lond. A., 454, 903-995.
同類課題研究水平概述
- 上個(gè)世紀(jì)九十年代以前，海平面變化的觀測主要來源于驗(yàn)潮站資料。全球兩千多個(gè)驗(yàn)潮站采集的數(shù)據(jù)從幾十年到幾百年不等，驗(yàn)潮站提供的海平面資料具有精確度高、時(shí)間長等優(yōu)點(diǎn)。Peltier（1999）利用冰川均衡訂正模型（Glacial Isostatic Adjustment, GIA）得到20世紀(jì)全球海平面總上升速率為2.4mm/a?；诜€(wěn)定的陸地區(qū)域中25個(gè)高質(zhì)量驗(yàn)潮儀記錄，Douglas ( 1997)估計(jì)出過去70年海平面上升的速率約為1.8 mm/yr；Miller 等(2004)從9個(gè)穩(wěn)定的驗(yàn)潮儀站得到20世紀(jì)的海平面上升速率在1.5至2.0 mm/yr的范圍。Holgate and Woodworth (2004)在分析了13個(gè)區(qū)域的177個(gè)站點(diǎn)的數(shù)據(jù)后，得到1948年至2002年間全球沿海岸線平均的海平面變化速率為1.7±0.4 mm/yr。Church 等(2004)認(rèn)為在1950年至2000年間，全球平均海平面上升速率為1.8±0.3 mm/yr，而整個(gè)20世紀(jì)為1.7±0.3 mm/yr（Church and White, 2006）。IPCC 在2007的報(bào)告中指出全球海平面在1961年至2003年的速率為1.8±0.5 mm/yr，20世紀(jì)為1.7±0.5 mm/yr。 然而，驗(yàn)潮站空間覆蓋率有限，分布不均勻，且驗(yàn)潮站海平面受氣候無關(guān)的陸地沉降影響。隨著Topex/Poseidon和Jason-1等衛(wèi)星資料的積累，高度計(jì)資料為研究全球絕對(duì)海平面變化提供了全新高效的觀測手段，并在大尺度海平面變化的研究中得到了廣泛應(yīng)用，對(duì)人們更加準(zhǔn)確了解海平面變化和響應(yīng)發(fā)揮重要作用。Cabanes 等（2001）的研究認(rèn)為1993-1998年間的海平面上升速率為2.7 mm/yr。Cazenave and Nerem（2004）和 Leul 等（2004）年的結(jié)果表明1993-2003年間的海平面上升速率為3.1±0.7 mm/yr。Cazenave 等（2008）利用十五年衛(wèi)星高度計(jì)資料得到1993-2008年海平面上升速率3.4±0.4 mm/yr。
