利用TOPEX/Poseidon卫星测高资料监测全球海平面变化

本文利用 1 993年 1月至 1 999年 5月的 TOPEX/ Poseidon卫星测高数据计算了全球海平面变化。海平面模型误差和不恰当的加权方法都会影响全球海平面序列的周年变化 ,潮汐模型误差对于季节性变化有明显的影响。利用两个高度计计算的海平面变化存在明显的差异 ,利用 TOPEX高度计和 Poseidon高度计得到的该时段全球平均海平面的变化率分别为2 .0 mm/ a和 -0 .5 mm/ a。与南方涛动指数的比较显示全球海平面的年际变化可能主要来自于 ENSO事件的影响。

中国近海TOPEX/Poseidon卫星测高海平面变化的CPCA分析

用复主成分分析方法 ,对中国近海 TOPEX/ Poseidon卫星 6年的测高海平面变化资料进行了分析 ,给出了中国南海、黄海和东海的海平面变化的空间和时间分布特征。利用小波方法分析了主要主成分时间变化序列的时——频特征。分析结果表明 ,主要主成分的空间分布特征与海洋环流相对应 ;南海、黄海和东海的海平面变化存在显著的年际和 2个月的非稳态振荡信号 ;南海具有较明显的半年周期信号 ,而黄海和东海的半年周期信号不明显。

湖泊范围内TOPEX／Poseidon卫星测高波形分析

对TOPEX/Poseidon卫星在呼伦湖范围内的测高波形进行分析,得出结论:测高波形在湖泊范围内具有似海洋波形的特性;湖泊在冬季结冰时,测高波形多为尖锥状波形,而且受湖面积雪的影响,冬季波形能量比夏季的波形能量低。

由ERS-2和TOPEX卫星测高数据推算的海面高异常的主成分分析

利用1995～2003年间的TOPEx／POSEIDON和ERS-2卫星测高数据，尽量采用相同的改正模型对TOPEX和ERS-2卫星测高数据分别进行改正，然后由共线分析法分别推算了全球1°×1°的35d的海面高异常时间序列，并采用主成分分析法分别对这两个海面高异常时间序列进行了分析。

基于TOPEX/Poseidon卫星数据的江河流量测算

TOPEX/Poseidon卫星的原始目的是测量海面高度变化信息,为海洋监测服务.作者通过假设基准面的方法,将由TOPEX/Poseidon卫星数据估算的下垫面水位相对变化信息转化为'水位'系列并建立了由TOPEX/Poseidon得出的'水位'与相邻水文站实测流量间的相关关系,进而实现了由TOPEX/Poseidon卫星数据估算河道流量的目的.利用1998～1999年TOPEX/Poseidon在长江下游大通附近的过境数据和对应年份大通水文站实测流量数据,验证了本方法的可行性.研究结果表明:在长江下游河道地区,由TOPEX/Poseidon卫星数据可定量估算出河流流量信息.

利用卫星测高资料确定海洋重力场

卫星测高是20世纪末发展起来的新型星地观测技术。它是利用星载雷达测高仪测量卫星到海面的高度、有效渡高和后向散射系数，从而大规模探测海洋重力场、海洋环流、海洋风场、海底地质和地貌等海洋环境信息。西安测绘研究所在国内率先利用Topex／Poseidon、

利用卫星测高资料确定海洋重力场

卫星测高是20世纪末发展起来的新型星地观测技术。它是利用星载雷达测高仪测量卫星到海面的高度、有效波高和后向散射系数，从而大规模探测海洋重力场、海洋环流、海洋风场、海底地质和地貌等海洋环境信息。西安测绘研究所在国内率先利用Topex／Poseidon、ERS-1／2等卫星测高资料反演了全球82S°～82N°、0°E～360°E海域，

利用卫星测高资料确定海洋重力场

卫星测高是20世纪末发展起来的新型星地观测技术。它是利用星载雷达测高仪测量卫星到海面的高度、有效波高和后向散射系数，从而大规模探测海洋重力场、海洋环流、海洋风场、海底地质和地貌等海洋环境信息。西安测绘研究所在国内率先利用Topex/Poseidon、ERS-1/2等卫星测高资料反演了全球82S°-82N°、2°E-360°E海域，保障范围由中国本土及其近海拓展到全球海域，填补了国内空白。成果达到国际先进水平，2004年获部级科技进步二等奖。

由TOPEX/Poseidon和Jason-1/2探测的1993—2012中国海海平面时空变化

海平面变化是社会经济发展和科学研究的重要内容.利用1993年1月至2012年12月共20年的TOPEX/Poseidon、Jason-1和Jason-2卫星测高数据,研究中国海海平面的时空变化.首先通过三颗卫星伴飞阶段数据得到三颗卫星之间的逐点海面高系统偏差,进行逐点海面高改正,建立了20年的中国海海面高异常时间序列.分析了中国海海面高异常空间分布,给出了1月到12月月均平均海平面异常的空间变化规律.分析了中国海海面高异常的时变规律,分别给出了年、季度和月的海面上升速率.利用小波分析研究了中国海海面高异常周期变化规律,分别给出了渤海、黄海、东海和南海的海面高变化周期.讨论了ENSO对海面高异常的影响.

基于卫星测高交叉点的海洋表面地转流速度

在流体静力平衡状态下,海洋Coriolis力和压力梯度平衡就形成地转流,世界上大多数海流都近似为地转流.本文利用卫星测高交叉点方法计算海洋表面地转流速度,分析了利用测高交叉点计算地转流速度的不确定性,上升和下降弧段的海面倾斜在分辨率50km上可以达到10^(-7)量级,才可能获得优于10cm/s的地转流速度.在低纬度或者纬度接近卫星轨道倾角的地区,由交叉点方法计算的地转流速度精度低于中纬度地区.以中国台湾东部黑潮为试验区,利用最新的中国台湾周边海域大地水准面模型参考场计算高精度的大地水准面高,利用TOPEX/Poseidon和Jason-1的GDR数据(2002～2005年)计算海面高,然后计算交叉点的动力高,确定交叉点的地转流速度,结果与中国台湾NCOR(National Center for Ocean Research)的流速基本一致.

由卫星测高数据观测到的印度洋海啸波高

本文介绍了利用卫星测高资料测定的印度洋地震引起的海啸波高的研究成果 ,以及卫星测高数据在对海啸灾害进行预测的应用价值。通过卫星雷达测高可观测到沿卫星星下点轨迹的相距几公里的点上的海面高 。

联合Topex/Poseidon与Envisat高度计数据监测我国大陆地表覆盖变化

首次联合Topex/Poseidon(T/P)与Envisat高度计数据,提取了2002年5月至2005年5月期间两高度计Ku波段的后向散射系数,采用连续张力曲线样条格网化方法,有效地解决了数据稀疏区容易出现极值以及对数据密集区进行格网化时不平滑的问题,得到了格网时间序列数据,分析了T/P与Envisat两高度计后向散射系数的统计差异,进而讨论了我国陆地覆盖的空间分布特征,定性地研究了内蒙古高原、华北平原、东北平原、青藏高原、云贵高原、黄土高原、长江中下游平原的后向散射系数的成因机制及其随时间的演化规律,研究结果可为因自然灾害和环境变化而导致地表覆盖变化的监测提供决策支持。

南海海面高度、动力地形和环流的周年变化——TOPEX/Poseidon卫星测高应用研究

用1993-1999年的TOPEX/Poseidon卫星测高资料,分析了南海海面高度距平场(SSHA)的平均周年变化;结合历史水文资料,反演了多年平均的逐月海面动力地形;探讨了南海动力地形及其所反映的上层环流季节特征和演变规律.分析表明,南海大尺度环流的周年演替可分为4个阶段.冬季(11-2月)南海环流表现为以北部气旋环流为主的气旋型双圈结构,相关的特征还包括吕宋海峡的黑潮入侵和加里曼丹岛西北外海的东北向离岸流,春季(3-4月)气旋型双圈结构解体,北部的气旋型环流依然维持,南部环流则向反气旋型演变,大尺度环流结构呈现偶极子特征.夏季(5-7月)和秋季(8-10月)海盆内部不存在明显封闭的大尺度环流,环流以西南-东北流向的季风急流为主要特征,但夏、秋流态有较大差别,5-7月季风急流贴中南半岛北上,在海南岛东南18°N附近沿地形折向东形成反气旋型弯曲,穿越南海后再折向东北.8-10月季风急流在13°N附近即离开中南半岛海岸进入海盆中部,其流态转变为气旋型.在春、夏、秋三季,黑潮的入侵都不明显.上述变化规律显示南海环流的动力调整在季风盛期过后就已经开始.

海洋潮汐模型在浅海区域的应用(英文)

海洋潮汐和大气、海洋、海冰之间存在复杂的相互作用,它对地球气候有复杂而深远的影响。海潮对流经大陆沿岸或大陆架的洋流有很强烈的作用。潮汐流产生混合湍动;潮汐耗散和内潮波效应对海洋环流的传输和循环也有一定的影响。1995年前后,使用TOPEX／POSEIDON测高卫星资料。建立了十多个海潮模型。研究表明,1994-1996年期间发展起来的正压波海潮模型在深海的精度为2—3cm,空间分辨率为50km量级,在浅海区域的精度显著下降。近年来运用更加成熟精细的流体动力学理论模型,在数据同化技术中使用时间跨度更长的测高资料,已经建立了一些改进的海潮模型。该文使用验潮站潮汐常数、测高资料以及交叉点资料,评估了6个海潮模型在浅海区域(包括中国海海域)的表现,以应用于今后对海平面的研究。初步分析表明,浅海区域的海平面高度的误差仍然相当显著。要发展海洋潮汐模型需要进一步减小潮汐混淆效应,提高长周期潮汐的精度,尤其在浅海区域。模型的改进必将增进对潮汐现象的认识,促进学科间进行相互融合和相互渗透的研究(例如潮汐摩擦引起的月球自转的长期缓慢减速、地球内部结构的物理学研究等)。

由TOPEX/Poseidon探测的中国区域后向散射系数时空分布

利用TOPEX/Poseidon卫星连续12年(1993年1月～2004年12月)对中国大陆及周边地区观测的GDR-M(Merged Geophysical Data Record)数据集,提取Ku波段和C波段的后向散射系数,经平滑、内插处理之后,得到5′×5′的网格数据及其时间序列.对后向散射系数在中国典型地表类型(如湿地、沙漠、山地和农业基地等)的空间分布特征进行了分析与讨论.利用快速Fourier变换(FFT)探测后向散射系数时间序列的周期变化,发现周期以周年为主,部分地区还有半年周期变化.利用最小二乘方法得到周年周期和半年周期的振幅等周期项信息,结果显示周年振幅明显大于半年振幅.分析了后向散射系数时间序列异常与我国环境和气候变化以及严重灾害(如洪水、干旱)的关系.利用SRTM导出的坡度对我国部分地区的后向散射系数的相关性进行了分析,以确定地势对后向散射系数的影响程度,结果显示Ku波段和C波段后向散射系数皆与坡度呈负相关,辽宁和吉林地区的相关性最强为0.56,塔克拉玛干沙漠地区的相关性最弱为0.11,其他地区多为(0.3～0.5)之间,表明地势起伏而引起的坡度对后向散射系数有显著的负相关性.

以相邻点海面高度差为观测量的沿迹调和分析新方法

采用TOPEX/POSEIDON卫星轨迹上相邻点的海面高差作为观测量,在交叉点分析结果的控制下构成同一弧段上观测量在两相邻交叉点间的综合观测方程,以轨迹上纬差0.1°的正常点的潮汐参数构成总体待估参数系列,实施最小二乘综合解算。分析结果表明,这种差分模式可以基本消除非潮汐因素的影响,提高潮汐参数估计的精度和可靠性,可比一般沿迹逐点分析给出更为平滑的沿迹参数分布,更符合海洋潮汐运动的物理背景。

海水密度对海面高变化的影响

基于TOPEX/Poseidon卫星测高资料,采用WOA98海水温度及盐度模型,计算了多层海水密度变化引起的海面高变化。结果表明,海水密度变化是引起季节性海面高变化的重要因素。另外,在考虑和不考虑海水密度变化的情况下,估算了海面异常引起上海GPS测站位移和地球重力场位系数J2 的变化。表明,在研究许多地球动力学问题时。

太平洋东南海域表层地转流场的季节及年际变化特征

利用1992-2001年Topex／Poseidon卫星高度计遥感资料分析了太平洋东南海域（5°～55°S，70°～120°W）表层流场的季节及年际变化特征。结果表明，南赤道流的季节变化主要体现在流速上，而秘鲁海流和西风漂流主要体现在流轴位置的移动上。表层流场的年际变化受E1 Nino影响，在E1 Nino期间，南赤道流和秘鲁海流均发生流向偏转现象，大部分海区流场被削弱（除低纬度海区外），而在其后的1998年La Nina期间，流场则重新被加强，西风漂流无明显的年际变化。

多源卫星测高数据监测拉昂错1992年—2020年水位变化

青藏高原湖泊水位是反映生态环境变化的重要指标,为了使用多源卫星测高数据构建高精度、长时序的湖泊水位时间序列,本文提出了一种基于大气路径延迟校正、波形重定、异常值检测、卫星间偏差调整的高精度湖泊水位序列构建策略。以拉昂错为研究对象,利用本文方法对TOPEX/Poseidon、Jason-1/2/3高度计数据进行处理,构建了拉昂错1992年—2020年的高精度水位时间序列,讨论分析了1992年—2020年湖泊水位、面积和流域内降水、温度、蒸发的关系。结果表明,拉昂错水位在1992年—2020年整体下降约6.00 m,平均变化趋势为-0.21±0.01 m/a,水位变化呈现明显周年性;本文方法构建的湖泊水位序列长、精度高,均方根误差为13.10 cm。