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苏晓莉等用卫星重力数据揭示华北地区陆地水量变化

已有 4585 次阅读 2012-9-5 15:55 |个人分类:寰球观察|系统分类:科普集锦| 华北, 陆地, 卫星重力

《GRACE 卫星重力观测揭示华北地区陆地水量变化》见(《中国科学:地球科学》 2012 年第 6 期)
  作者为:中国科学院上海天文台、中国科学院研究生院的苏晓莉,上海天文台的平劲松和
上海市卫星遥感与测量应用中心的叶其欣。
    论文使用了GRACE 重力卫星8 年(2002 年8 月至2010 年8 月)的时变重力位资料, 分
析了华北地区陆地水量的月变化, 发现在这段时间内, 这一地区的陆地水储量以-1.1 cm/年 的
趋势在减少。 他们的研究结果表明, 使用13 点滑动平均方法与线性拟合方法得到的华北地区陆地水
量相对长期变化趋势的结果一致。
  文章还利用美国气象预报中心的水文模型、全球陆地资料同化系统的数据, 分别估计了华北地区地表
水的变化, 两者得到的地表水变化与GRACE 结果均符合较好, 从而可以得到该地区地下水的变化趋
势。 在这八年的时段内, 华北地区的地表水、地下水分别以每年0.6 厘米和0.5厘米的速率减少。
这些研究人员认为,华北地区降雨量减少, 与地下水超采很可能是造成地下水减少的主要因素。
  论文中所说的华北,包括北京、天津、河北、山东和河南5 省(市),经纬度范围是:
北纬31°23′到42°37′N,东经 110°22′到122°43′。
  要想直观地观察这个“华北”,需要准备小比例尺的全国地图。
  文章引用了官方的数据,说华北地下水的超采量达到了1200亿立方米。
  其中,13点滑动平均方法、线性拟合方法需要简要说明一下。(略)
   文章使用的水文模型主要反映了土壤水分变化和积雪变化, 它来自美国国家海洋和大气局
 的气象预报中心。 这个水文模型主要是根据全球观测到的降水分布建立, 采用的数据包括每天
和每小时的降水分析结果、太阳辐射分布、地表大气压、潮湿度、温度以及水平风速等。  
   这个模型的数据从1948年1月就开始搜集了。
 
  他们用卫星重力数据计算华北陆地水量变化的原理,依靠的是时变重力位反演地表质量重新分布的基本方
程。方程1998年由德国人Wahr J等提出,描述了地表面密度的变化和地球半径、平均密度、地心纬度
以及随时间变化的地球重力位的函数关系。月重力位(球谐系数),可以从美国德州大学的空间研究中心
的数据中心获得。
  论文绘制了一些图表,显示了华北地区月陆地水量趋势(等效水高)和华北地区月陆地水量的变化等。
他们的图表还显示:
  华北地区地下水在2003 年至2008 年初呈现出显著的周期变化, 自2008 年秋天以来, 华北地区的地下
水在逐步累积减少。
  文章还认为:2008 年秋季至2009 年春季, 气象记录表明黄河流域普遍干旱少雨, 晋、陕、豫、
鲁等省发生大面积干旱. 这与论文的结果是符合的。
 
  此前,钟敏, 段建宾, 许厚泽等用接近五年的数据研究对京津冀地区的陆地水量。
  
  


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