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北极新奥尔松地区海平面变化和陆地垂直运动分析.docx
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2022-11-30
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北极新奥尔松地区海平面变化和陆地垂直运动分析.docx
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北极新奥尔松(Ny-Alesund)地区位于斯瓦尔巴德(Svalbard)群岛(10°E~35°E,
74°N~81°N)西北海岸,地处北大西洋暖流的最北端,该区域的大气、海洋、冰川、海平面
等是气候变化敏感的指示器和记录器。在全球变暖大背景下,海平面上升已成为全球性关
注问题,作为一种缓发性灾害,其累积效应会造成低海拔地区的淹没,海岸侵蚀、咸潮入
侵、土壤盐渍化等危害程度加剧,破坏沿海地区自然生态环境。自 20 世纪以来,全球海
平面呈现加速上升趋势,研究新奥尔松地区的海平面变化,准确判别该区域海平面变化规
律,可以更好地为该地区自然生态环境监测和保护以及气候变化研究等提供基础。
海平面变化是复杂的,传统的验潮站获取的是相对海平面变化,卫星测高获取的是绝
对海平面变化,但卫星测高在沿海地区精度较低。随着全球卫星导航系统(global
navigation satellite system,GNSS)技术的发展,基于 GNSS 和长期验潮站联合卫星测高
数据开展沿岸绝对海平面变化分析成为可能,但中国该项研究工作开展相对较晚。如王慧
等
[1]
、袁方超等
[2]
、时小军等
[3]
利用验潮站和卫星高度计资料分别开展了三沙市、福建近海
和珠江口地区的绝对海平面变化研究。国际上,Pfeffer 等
[4]
指出综合 GNSS、多卫星高度
计和验潮观测是分析沿海海平面变化的关键,Trisirisatayawong 等
[5]
、Fenoglio-Marc 等
[6]
、Bitharis 等
[7]
、Montillet 等
[8]
据此分别开展了泰国湾、印度尼西亚南岸、希腊和太平洋西
北地区的绝对海平面变化分析,研究了 GNSS 修正验潮站数据获取绝对海平面变化的技术
方法。
本文利用北极新奥尔松验潮站和卫星高度计观测资料分析了该地区的海平面上升规
律,同时辅以 GNSS 资料对验潮站地面垂直运动进行改正,与卫星高度计处理结果进行对
比,综合分析了新奥尔松地区的地面垂直运动和海平面变化规律。并将海平面变化与海表
面温度(sea surface temperature,SST)进行对比,分析该地区海表面温度与海平面变化之
间的相关性。
1. 数据来源和预处理
1.1 数据来源
本文研究数据主要包括验潮站实测数据、GNSS 连续运行基准站的高程时间序列资料
和卫星高度计海平面异常月均值。
新奥尔松验潮站(Ny-Alesund tide gauge station,NYATG)是全球海平面观测系统实
施计划(global sea level observing system,GLOSS)站网中北极 Svalbard 群岛的验潮站之
一,位于 11°56′17″E,78°55′43″N。NYATG 从 1976 年开始进行观测,积累了长达 42 年
的资料序列,挪威测绘局对该站海平面资料进行了两次订正
[9]
,形成了基于新奥尔松当地
基准(revised local reference,RLR)的相对海平面资料序列(RLR 在 Svalbard 当地基准
TGBM 以下 20.5 m),数据完整率为 87.4%。为匹配卫星高度计资料和 GNSS 观测资料的
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