基于卫星高度计的1992-2004年中国海海平面变化研究

摘要

海平面上升是一个全球性的问题。过去，许多专家学者依靠验潮站资料和短时间序列高度计资料对中国海的海平面变化做了研究。但是两者都存在一定的缺陷，无法对海平面进行全面、客观的分析。而现在时间序列最长的海平面高度数据集——TOPEX/Poseidon-Jason卫星的高度计数据已经长达12.6年，这么长时间的数据有助于发现更多的信息。 另一方面，针对海洋地理信息同目前发展中出现的一些问题，中国海洋大学遥感所海洋地理信息系统实验室开发了一个基于卫星遥感数据的海洋大气地理信息系统——MarineandAtmosphericGeographicalInformationSystem(MAGIS)，可以自动化、业务化、高效地处理海洋遥感数据。本文详细介绍了作者参与完成的时空分析模块和可视化模块的总体设计及代码实现。 以MAGIS为分析平台，本研究利用1992.10～2004.1间共11.3年的高度计数据对中国海海平面的时空变化进行分析，发现了一些很有价值的海平面变化特征： (1)中国海海平面南高北低，夏冬两季海平面分布趋势完全相反。影响中国海海平面变化的主要因素为太阳辐射、季风以及环流； (2)厄尔尼诺—拉尼娜事件对海平面影响较大，厄尔尼诺导致海平面降低，而拉尼娜会抬升海平面，其中南海受影响最大； (3)11.3年间中国海的海平面整体呈上升趋势，上升速率为0.36cm/a。渤海、黄海、东海和南海的上升速率分别为0.12cm/a、0.36cm/a、0.64cm/a和0.46cm/a； (4)中国海海平面变化以年周期为主，除此以外在四个区域海还有半年周期信号和两个月的周期信号； (5)无论是模态组成，还是振幅位相的地理分布，黄海和东海都较为相似，而渤海和南海则属于不同的两类区域海。 另外，本研究利用灰色模型、周期模态法以及自适应过滤法对未来中国海海平面的变化进行了预测，预测未来30年内中国海海平面将上升11cm。并且根据预测结果对三种方法在海平面高度预测中的适用性进行了评价：灰色模型的预测效果不理想；周期模态法可以对海平面高度进行较好的模拟，但前提是所有的海平面变化周期信号已经被包含在内；自适应过滤法的预测结果同已有数据的时间长度有很大关系。 最后，本文利用Jason-1卫星高度计的准实时数据对2004年12月26日发生在印度洋的海啸进行了监测，效果非常明显，并且对高度计监测海啸的前景进行了展望。

目录

文摘

英文文摘

1引言

1.1卫星高度计研究海平面的背景及其意义

1.2中国海海平面变化研究

参考文献

2 MAGIS相关模块的设计与开发

2.1基于卫星遥感的海洋大气地理信息系统——MAGIS

2.2 MAGIS时空分析模块的设计与开发

2.3 MAGIS可视化模块的设计与开发

参考文献

3中国海海平面研究

3.1卫星高度计数据的获取和预处理

3.2中国海海平面总体变化特征

3.2.1中国海的海平面空间变化特征

3.2.2中国海的海平面时间变化特征

3.3中国海海平面模态分析

3.4中国海海平面上升速率

参考文献

4中国海海平面变异预测

4.1基于灰色系统的海平面预测

4.2周期模态法预测

4.3自适应过滤法预测

参考文献

5印度洋海啸引起的海平面异常变动

参考文献

总结与展望

附录

文章发表情况

学术交流情况

加参项目情况

获奖情况

致谢