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基于GRACE星间重力位差的Slepian局部地表质量变化反演法 被引量：1
1
作者 钟波 谭江涛 +2 位作者 李贤炮 李建成 李琼 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期2546-2567,共22页
根据Slepian基函数在频域和空域的局部集中特性,建立了利用GRACE星间重力位差(GPD)估计局部地表质量变化的Slepian基函数反演模型及病态问题求解算法,并以亚马逊流域的陆地水储量变化(TWSC)反演为例,评估了反演方法的精度和有效性.首先... 根据Slepian基函数在频域和空域的局部集中特性,建立了利用GRACE星间重力位差(GPD)估计局部地表质量变化的Slepian基函数反演模型及病态问题求解算法,并以亚马逊流域的陆地水储量变化(TWSC)反演为例,评估了反演方法的精度和有效性.首先,通过闭环数值模拟比较了Slepian基函数法(GPD SBF)、基于GPD的mascon方法(GPD Mascon)和球谐系数法(GPD SH)反演2005年亚马逊流域TWSC的性能,结果表明:Slepian基函数法通过限定信号的频域和空域范围,降低了反演过程中向下延拓带来的不确定性,有效削弱了法方程求解的病态性,其解算结果的稳定性明显优于GPD Mascon;GPD SBF的反演精度及可靠性总体上优于GPD Mascon和GPD SH,并且能够更好地恢复边缘区域的信号和减小泄漏误差的影响.其次,利用实测的GRACE GPD数据反演了2004—2015年亚马逊流域的TWSC时间序列,结果显示:GPDSBF相比GPDMascon反演的TWSC与官方mascon模型(CSR、JPL和GSFC RL06 mascon)更为一致,并且GPD SBF反演结果呈现出更多的空间细节和更好的信噪比.最后,利用不同GRACE反演结果计算的(TWSC的一阶导数)和水文气象数据(GPCP降水、ERA5蒸散发)由水量平衡方程估计了亚马逊流域Obidos水文站的月平均径流量,并采用测站的实测径流量进行检验,结果表明:GPD SBF和GPD Mascon估计的径流量与实测值扣除季节性信号后的差值STD分别为12.35 mm和14.54 mm,相关系数分别为0.71和0.69,并且GPD SBF和各种官方mascon模型估计的径流量与实测径流量更为接近.本文研究证明Slepian基函数法可削弱病态问题求解对正则化约束的依赖,其比传统的GPD Mascon解算精度和可靠性更高,为反演高精度、高分辨率的局部地表质量变化提供了一种新的解决方案. 展开更多
关键词 局部地表质量变化 Slepian基函数 星间重力位差 TIKHONOV正则化 GRACE 亚马逊流域
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反演地表质量变化的附有空间约束的三维加速度点质量模型法 被引量：5
2
作者 苏勇 郑文磊 +3 位作者 余彪 游为 于冰 肖东升 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2019年第2期508-519,共12页
重力卫星可以在相同误差尺度下对全球质量变化进行连续重复观测,并在近十余年来取得了巨大成功,探索重力卫星数据精化处理方法和相关应用研究具有重要意义.本文基于三维加速度点质量模型法的基本原理,进一步发展建立了时变重力场模型球... 重力卫星可以在相同误差尺度下对全球质量变化进行连续重复观测,并在近十余年来取得了巨大成功,探索重力卫星数据精化处理方法和相关应用研究具有重要意义.本文基于三维加速度点质量模型法的基本原理,进一步发展建立了时变重力场模型球谐位系数的变化和地面点质量变化的关系,可有效考虑地表质量变化导致的负荷形变的影响;引入等权形式、线性形式、指数形式和高斯形式的空间约束方法处理南北条带噪声和向下延拓导致的病态问题,并与零阶Tikhonov正则化方法进行对比分析.采用模拟数据和一个月的实测GRACE时变重力场模型计算全球质量变化,对三维加速度点质量模型法和几种空间约束方法进行对比分析验证.计算结果表明,对于3°等面积的全球格网质量点,高斯和指数形式空间约束方法的最优相关距离约为500km,等权和线性形式空间约束方法的最优相关距离约为600km,各方法均可有效处理条带噪声的影响,四种空间约束方法的计算效果优于零阶Tikhonov正则化方法,本文的相关方法为进一步利用三维加速度点质量模型法监测全球质量变化提供了借鉴. 展开更多
关键词 卫星重力测量 三维加速度点质量模型法 地表质量变化 空间约束
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利用GRACE重力卫星求解南极洲冰川质量变化的精度研究 被引量：2
3
作者 Lorant FOLDVARY Annamaria KISS +2 位作者 苏子校 王广才 王林 《地学前缘》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第4期239-246,共8页
GRACE重力卫星可用于观测南极洲冰川的质量变化。由GRACE重力卫星提供的月解重力场能有效探测质量的年变化及长期变化(周期和非周期性)。通过GRACE观测的质量变化时间序列,计算得到南极洲质量的长期变化及周期性年变化。计算结果受多种... GRACE重力卫星可用于观测南极洲冰川的质量变化。由GRACE重力卫星提供的月解重力场能有效探测质量的年变化及长期变化(周期和非周期性)。通过GRACE观测的质量变化时间序列,计算得到南极洲质量的长期变化及周期性年变化。计算结果受多种误差影响,其中GRACE模型误差的影响较小,而研究时段及其跨度的影响较为显著,以不同宽度的时间窗口进行平移,得到无穷时间序列下该误差的参考值为±14.89mm/a。南极地区的气压修正误差可达±10mm/a,GIA修正误差与其量级相同。由此我们认为,目前对于南极洲冰川质量变化的一些认识仍需商榷。南极洲西部地区冰川加速消融,Dronning Maud Land和Enderby Land等地区的质量持续累积;其他地区的质量变化情况仍需进一步研究。 展开更多
关键词 南极洲 地表质量变化 误差分析 质量变化时间序列
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温度变化对我国GPS台站垂直位移的影响 被引量：44
4
作者 闫昊明 陈武 +3 位作者 朱耀仲 张为民 钟敏 刘根友 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2010年第4期825-832,共8页
地表温度变化可以引起GPS台站上安装GPS天线的地表水泥墩内部温度变化,还可以通过热传导的方式引起GPS台站基岩温度变化,从而引起GPS台站垂直位移变化.在中国区域,由GPS台站基岩温度变化引起GPS台站垂直位移变化的周年振幅最大可以达到1... 地表温度变化可以引起GPS台站上安装GPS天线的地表水泥墩内部温度变化,还可以通过热传导的方式引起GPS台站基岩温度变化,从而引起GPS台站垂直位移变化.在中国区域,由GPS台站基岩温度变化引起GPS台站垂直位移变化的周年振幅最大可以达到1 mm;在长江以北地区,此周年振幅一般大于0.5 mm.在我国地壳运动观测网络中的23个GPS基准站中,温度变化对GPS台站垂直位移总影响的周年振幅最大值为2.8 mm,其中13个GPS基准站垂直位移的周年振幅变化大于1 mm.因此,温度变化是引起GPS台站垂直位移周年变化的一个不可忽视因素. 展开更多
关键词 温度变化 GPS 垂直位移 地表流体质量变化 周年振幅
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贝叶斯三角帽法的GRACE/GRACE-FO组合模型及其不确定性
5
作者 黄飞龙 谷延超 +3 位作者 何祖建 黄俊 袁洪波 高崇钦 《大地测量与地球动力学》 CSCD 北大核心 2024年第4期417-422,共6页
利用贝叶斯三角帽法将多个GRACE/GRACE-FO重构模型进行融合,提升基于深度学习的地表质量变化重构模型的精度,为高精度填补及重构GRACE/GRACE-FO数据提供参考。实验表明,组合模型估算的全球陆地水储量变化的不确定性最低,其结果在多数流... 利用贝叶斯三角帽法将多个GRACE/GRACE-FO重构模型进行融合,提升基于深度学习的地表质量变化重构模型的精度,为高精度填补及重构GRACE/GRACE-FO数据提供参考。实验表明,组合模型估算的全球陆地水储量变化的不确定性最低,其结果在多数流域与参考模型的一致性更佳;较最优的重构模型,组合模型全球及流域的不确定性降低约15%,纳什效率系数(NSE)提升约5%,尤其在半干旱、半湿润及湿润区域,其精度提升更明显。 展开更多
关键词 GRACE/GRACE-FO 地表质量变化模型 模型组合 贝叶斯三角帽法
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西南天山迈丹断裂周缘地壳应力演化及地震危险性分析 被引量：1
6
作者 庞亚瑾 武艳强 +3 位作者 苏广利 陈长云 杨少华 李海兵 《岩石学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第12期4020-4029,共10页
迈丹断裂是一条位于西南天山南缘的相对高角度断裂,历史记录到的强震活动较少。2024年1月迈丹断裂东段发生了乌什7.1级地震,引发了对迈丹断裂孕震环境和未来地震危险性的关注。除持续的构造加载外,迈丹断裂周围的地壳应力还可能受一系... 迈丹断裂是一条位于西南天山南缘的相对高角度断裂,历史记录到的强震活动较少。2024年1月迈丹断裂东段发生了乌什7.1级地震,引发了对迈丹断裂孕震环境和未来地震危险性的关注。除持续的构造加载外,迈丹断裂周围的地壳应力还可能受一系列强震和冰川融化的影响。本文通过计算震间构造加载、历史强震和地表水文质量损失引起的地壳应力变化,定量分析迈丹断裂周缘的地壳应力积累特征。数值模拟结果表明,震间构造加载驱动迈丹断裂库仑应力增加,速率约为1.1~1.4kPa/yr。历史强震导致迈丹断裂主要断层段库仑应力降低,其中,在2024年乌什7.1级地震震中位置处,库仑应力下降约37kPa,因此历史强震可能推迟了这次地震事件的发生。尽管地表水文质量卸载造成天山山脉明显的垂直形变,但与长期构造加载相比,其引起的地壳应力变化量很小,可以忽略不计。综合区域地壳应力演化、地震活动和构造变形特征,本文认为迈丹断裂东段具有较高的应力积累,未来地震危险性更高。 展开更多
关键词 迈丹断裂 震间构造加载 历史强震 地表水文质量变化 地壳应力演化
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GRACE精密星间重力位差数据集(2002年4月至2016年7月) 被引量：2
7
作者 钟波 李琼 +1 位作者 陈剑利 罗志才 《中国科学数据（中英文网络版）》 CSCD 2022年第2期158-167,共10页
GRACE(Gravity Recovery and Climate Experiment)星间重力位差是一种沿卫星轨道的原位观测量,它具有明显的地球物理含义。本研究基于改进的能量平衡方程和移去恢复技术RCR(remove-compute-restore),利用GRACE Level-1B核心载荷数据(KB... GRACE(Gravity Recovery and Climate Experiment)星间重力位差是一种沿卫星轨道的原位观测量,它具有明显的地球物理含义。本研究基于改进的能量平衡方程和移去恢复技术RCR(remove-compute-restore),利用GRACE Level-1B核心载荷数据(KBR星间距离变率、卫星精密轨道、非保守力加速度计和卫星姿态等数据)估计了2002年4月至2016年7月期间的精密星间重力位差数据,并通过数据质量控制手段对估计结果进行了质量标记。这些数据按月进行存储,共有155个月的数据文件,提供了GRACE双星A和B的地心地固坐标、扣除平均重力场(GGM05C模型)的星间重力位差和质量标记等数据。同时,将GRACE星间重力位差反演的时变重力场和地表质量变化模型与官方发布模型进行比较,验证了数据集的可靠性。本数据集进一步丰富了GRACE数据产品的种类,可为静态和时变重力场建模、全球和局部地表质量变化反演及相关地学应用研究提供有力的数据支撑。 展开更多
关键词 GRACE 星间重力位差 改进的能量平衡方程 Level-1B数据 地表质量变化
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