第
34
卷第
10
期
2009
年
10
月
武汉大学学报·信息科学版
Geomatics and Information Science
of
Wuhan University
Vo
l.
34
No.
10
Oct. 2009
文章编号
:1671-8860(2009)10-1185-05
文献标志码
:A
利用
GRACE
时变位模型研究南极冰盖质量变化
朱广彬
1.
2
李建成
1
文汉江
2
王正涛
l
(1
武汉大学测绘学院，武汉市珞喻路
129
号
.430079)
(2
中国测绘科学研究院，北京市北太平路
16
号
.100039)
摘
要:对
CNES/GRGS
和
UTCSR
GRACE
Level-2
产品重力位模型的
J
，项时间序列进行了主成分分析和
比较，结果表明
.CNES/GRGS
J
，项具有更好的季节性变化特征，利用
CNES/GRGS
GRACE
Level-2
产品推
求了南极地区冰盖质量变化速率，并对西南极和东南极冰盖质量变化进行了主成分分析，获取了其周年项抓
幅和相位。分析表明，南极地区冰盖质量变化呈现出明显的地区不平衡性和季节性变化特征，西南极冰盖存
在有较强的减少趋势，和
l
用主成分重构和调谐分析方法获得的西南极和东南极冰盖质量变化的周年项振幅
分别为
2.4
cm
和1.
3
cm
等效;水高。
关键词
:GRACE;
冰盖;南极;主成分分析
;J
，
中图法分类号
:P223
南极冰盖是地球表面最大的大陆冰川，其蕴涵
有全球
70%
的淡水资源。南极大陆的冰盖质量平
衡研究对于精化全球冰川模型和潮沙模型，更好地
了解全球海平面上升和深入探索全球气候变化机
制具有重要的研究价值。研究南极冰面的时间变
化特征，获取其随时间变化的周期信息(长期变化
趋势和其他短时变化)和异常信息至关重要。
南极地区的时变重力场信息与南极冰盖变化
以及冰后期回弹密切相关，其反映了地球内部的
物质特性和分布情况，以及地面冰雪负荷与地壳
结构间的关系，可用于研究海洋、大气、冰雪之间
的桐合作用。随着卫星技术的发展及精度的不断
提高，特别是
GRACE
(gravity
recovery
and
cli
mate
experiment)
卫星重力计划的实施，为研究
南极冰盖质量变化提供了现势条件。
Velicogna
和
Wahr
对整个南极大陆地区的
冰质量平衡进行的研究显示，南极冰盖正以约
-152
km
3
/a
的速率递减
[IJ;
Thomas
等人利用卫
星测高数据、
InSAR
和
GPS
数据推算出，西南极
及其附近的阿蒙森海冰正以-
94
km
3
/a
的速率
递减
[2J
为研究全球海平面上升和气候变化提供
了参考依据;此外，
Chen
等就南极冰盖质量平衡
收稿日期:
2009-08-10
。
进行了大量的研究工作
[3-6J
。
1
J2
项时间序列的主成分分析
主成分分析
(principal
component
analysis)
,
也称为经验正交函数
(empirical
orthogonal
func-
tion
,
EOF)
，其通过寻找一组经验正交函数来分
解时间序列，从而在最大限度地保留原有信息的
基础上，实现对时间序列的综合与简化的。
地球重力场引力位
V
可以用球谐系数表达为
[8J
v=
罕
0+
豆豆(子)
.
(C
阳
COS71
认
+5
阳
sin
m).
)P阳
(cos8))
(1)
二阶带谐系数
C
20
项大约是其他球谐系数的
10
3
倍以上，其是衡量地球动力扁率的物理量，在地球
重力场的研究中扮演着十分重要的作用。在卫星
大地测量中，通常将二阶带谐系数
C
20
项用
12
代
替
'C
20
= -
120
GRACE
时变重力场的
12
项在地
球表面质量变化的计算中有着重要的影响
[9-10J
因此，有必要利用主成分分析方法对其进行谱分
析，以进一步揭示其周期特征。
时间序列选取
CNES/GRGS
和
UTCSR
两
项目来源
z
国家自然科学基金资助项目
(40637034.40874012.40704004);
武汉大学地球空间环境与大地测量教育部重点实验室开
放研究基金资助项目
(07-05)
。
资源评论
weixin_38684328
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