基于19年卫星测高数据的中国海海平面变化及其影响因素研究

发布时间：2020-05-31 00:48

【摘要】：海平面上升将导致海岸侵蚀、风暴潮等自然灾害，给人类生存环境带来巨大威胁，因此，研究海平面变化具有重要意义。利用AVISO提供的1993-2011年海平面异常数据分析了中国海海平面变化的上升速率、周期特性、季节信号、低频信号和季节内信号等的变化规律，并结合Ishii温盐数据、OISST海表面温度数据、海面风应力数据、SOI南方涛动指数数据等初步探讨了中国海典型海域海平面变化季节信号、低频信号和季节内信号的影响因素。主要研究成果如下： 中国海海平面平均上升速率为4.99mm/a，其中，南海海平面上升速率为4.9mm/a，，东海海平面上升速率为3.28mm/a，黄渤海海平面上升速率为3.1mm/a。不同海域海平面上升速率存在显著的区域差异，且总体呈现南高北低分布。 中国海南海、东海、黄渤海三个海区海平面的最显著变化周期均为年周期。南海除年周期信号外，还有显著的0.5a、1.5a、2.5a、7a等周期信号；东海除年周期信号外，还有显著的1.2a、1.8a、3a等周期信号；黄渤海除年信号周期外，还存在1.5a、2a、3a等的周期信号。 东海海平面变化季节信号显著，其主要由年信号组成。年信号振幅呈北高南低分布；年信号相位在开阔海域和沿岸海域的分布情况不同，在开阔海域呈北高南低分布，在沿岸海域呈南高北低分布；年信号的解释方差比例在开阔海域较大。海水热膨胀和风驱动的海水堆积是东海海平面季节变化的主要驱动力，而且在不同时间不同区域两种驱动机制的作用不同，主导地位也不断发生变化，总体来说，沿岸海域风驱动的海水堆积占据主导地位，而开阔海域由二者共同驱动。此外，黑潮对季节信号也有一定的影响。 南海和东海海平面变化的低频信号与ENSO都有密切联系。南海和东海比容海平面异常（SSL）的低频信号与南方涛动指数（SOI）的低频信号、海平面异常（SLA）的低频信号都具有一定的相关性，而且SSL、SLA与SOI达到最大相关系数的时间延迟基本一致，SSL在ENSO与SLA之间发生联系时起到桥梁作用。ENSO通过大气环流和黑潮洋流等对南海和东海比容海平面变化产生影响，进而对海平面变化进行调制，因此，ENSO可以通过影响南海和东海的比容海平面变化对南海和东海的海平面变化进行内部调制。 南海和黄渤海海平面变化具有显著的季节内变化特征。EOF分析结果表明，南海和黄渤海海平面变化都有多种显著的季节内变化周期，二者EOF分析的不同模态的空间分布各不相同，表明两个海域的季节内信号都包含多种周期成分，受多种因素影响。南海和黄渤海的海表面温度及海面风都具有显著的季节内变化特征。通过功率谱分析发现，南海和黄渤海的海表面温度及海面风的季节内变化周期与海平面的季节内变化周期具有一定的相似性，因此，两个海域的海表面温度和海面风与海平面季节内变化有密切关系，二者是南海和黄渤海海平面季节内变化的影响因素。
【图文】：

海平面变化的线性趋势和周期特性海海平面变化线性趋势分析（0°N-41°N，100°E-130°E）由南海、东海、黄海和渤海组成理位置、环境条件等的不同，海平面变化线性趋势也各不相同归方法对 AVSIO 提供的 1993 年 1 月至 2011 年 12 月的月平均理，来计算 1993-2011 年的中国海海平面变化的线性趋势。中国海平均海平面上升速率，首先，利用 2.2.4 节方法对中国进行区域平均，得到中国海平均海平面异常时间序列，然后随即动态分析模型，通过线性回归方法得到中国海海平面变化图 3-1。线性回归结果表明，中国海平均海平面上升速率为 4.9

图 3-2 中国海海平面线性速率（mm/a）海海域（23°N-33°N，117°E-130°E），海平面平均上升速率为 3.28mm升速率位于长江入海口以及台湾以东（23.5°N，127°E）附近，长江水台湾以东暖流造成两个区域的上升速率最大值。上升速率较大值出现在海域以及台湾东北的黑潮流域，表明黑潮以及沿岸海洋环境对海平面上有一定影响。东海海平面下降区域位于（26.5°N，130°E）附近。渤海海域（31°N-41°N，117°E-127°E），海平面平均上升速率为 3.1mm和南海小。黄渤海海平面上升速率总体分布，渤海比黄海高，黄海中部升速率较低，江苏和辽宁沿岸海平面上升速率相对较大。上，本文利用 1993-2011 年共 19 年的海平面异常时间序列数据线性回平面上升速率，研究结果能够很好地揭示 20 世纪末和 21 世纪初海平趋势，且与近期海平面变化文献[33,34]的研究结果基本一致，因此，本文面上升速率准确合理，具有一定的参考价值。
【学位授予单位】：中国海洋大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：P731

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本文编号：2688991