利用机器学习模型预测中国沿海海平面变化

该文利用线性回归函数,根据卫星测高及中国沿海6个验潮站数据估算出1993—2020年中国沿海绝对海平面上升速率为4.17±1.32 mm a,相对海平面上升速率为4.47±0.90 mm a。将1958—2020年的大气数据、海洋数据及气候模态指数作为预报因子,建立了长短期记忆神经网络模型(LSTM模型)、循环神经网络模型(RNN模型)、门控循环单元神经网络模型(GRU模型)和支持向量机回归模型(SVR模型)等多种神经网络模型对中国沿海6个验潮站周边的相对海平面变化趋势进行预测。模型评估结果表明,同时引入大气变量、海洋变量及气候模态指数变量的LSTM模型取得的预测值与观测值的平均相关系数和均方根误差分别为0.866和19.279 mm,在4种模型中表现最佳,可以作为一种新型的预测相对海平面变化的方法。

上海地区海平面上升趋势的预测和研究

本文依据上海地区７个验潮站的实测潮位资料，揭示了过去近一个世纪来上海地区海平面上升趋势的历史演变规律，确认了近３０年来海平面加速上升的势态，并利用时间序列分析方法建立海平面变化预测模型，由此对上海地区未来５０多年的海平面变化趋势作了预测，对预测值的合理性和可靠性作了详尽的评估。结合上海地区未来地面沉降和地壳沉降的预测值，给出了上海地区未来５０多年相对海平面上升的预测值，与１９９０年相比，吴淞口至２０１０年上升１９ｃｍ，到２０３０年上升３５ｃｍ，到２０５０年上升５２ｃｍ。

2030年上海地区相对海平面变化趋势的研究和预测

从全球气候变化区域响应角度，依据1912—2000年吴淞验潮站年平均潮位资料，构建灰色线性回归组合模型，并将其与最小二乘法和小波变换相结合，分析以吴淞为代表的上海绝对海平面长期变化趋势和周期变化规律。由此预测2030年上海绝对海平面相对2011年的上升值为4cm，结合已公布的构造沉降和城市地面沉降、流域水土保持和大型水利工程及人工挖沙导致的河口河槽冲刷、河口围海造地和深水航道及跨江跨海大桥导致水仇抬升等叠加效应及其变化趋势，预测2030年上海市相对海平面上升10～16cm，陆地海平面上升有7个风险分阮。

我国沿海海平面变化预测方法探究

本文基于相对海平面和绝对海平面的概念明确了相对海平面变化是影响沿海地区的直接因素;系统回顾了中国沿海未来相对海平面变化的三种预测方法并对其实质进行了分析。在充分认识引起相对海平面变化的因素及其变化特征的基础上对三种预测方法的合理性进行了剖析并指出正确区分相对海平面与绝对海平面,认识绝对海平面变化的时空特征以及合理考虑气候变化和人类活动对绝对海平面以及地面沉降的影响是实现相对海平面合理预测的关键,提出应利用长时间序列的卫星高度计资料外推结果或者高精度气候系统耦合模式预测结果叠加GPS资料外推结果来预测中国沿海未来相对海平面变化。