基于GRACE的2009～2010年西南地区特大干旱分析
发布时间：2021-06-29 06:06
为了详细分析导致2009～2010年中国西南地区特大干旱事件发生的原因,利用GRACE时变重力场数据反演2003～2015年中国西南地区陆地水储量变化,并将干旱事件发生期间的陆地水储量变化、降水量和温度变化较往年同期差值进行比较。分析结果表明:利用GRACE卫星监测区域性陆地水储量变化是有效的;在2010年初前后西南地区陆地水储量变化呈现出显著减少趋势,这与同时期该地区发生特大干旱时间相符;干旱事件发生期间,降水量和气温变化的时空分布与陆地水储量变化基本一致,表明2009～2010年西南地区特大干旱事件的发生主要是由降水量较往年偏少和气温较往年偏高所引起的。
【文章来源】：人民长江. 2020,51(07)北大核心
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
GRACE和GLDAS得到的中国西南地区的TWSC值
由图1可看出,两组数据的长期变化趋势完全一致,且整体上呈现出逐渐增加的趋势,但是在2010年3月出现显著的异常低值。扣除图1中TWSC时间序列中的季节性变化得到2003～2015年该地区TWSC年际变化趋势,如图2所示。由图2可知,2003～2006年GRACE反演得到的TWSC值明显低于13 a来的平均水平,这与文献[4]中提到的2003年在云南地区发生的高温干旱气候是一致的,其中2004年3月达到了最低值。除此之外,2009年11月到2010年6月也表现出异常低值,这与2009年秋季到2010年春季西南地区的特大干旱事件是相吻合的;同时2013年12月至2014年4月也出现了异常低值,这与2013年冬季到2014年春季重庆、云南地区出现的严重干旱相符。GRACE结果的波动要大于GLDAS,这是由于GRACE反演结果包含了地下水变化、冰雪融化和土壤水变化等陆地水储量总变化,而GLDAS水文模型主要反映的是土壤水和积雪变化。
为了进一步比较TWSC和降水量数据,图5给出了西南地区陆地水储量变化和月降水量的时间序列。从图5可知两组数据的变化趋势在整体上保持了一致性,2003～2006年之间降水量略低于平均水平,这与GRACE反演得到的陆地水储量变化出现减少的趋势相一致;而在2009年9月至2010年3月左右降水量出现了明显低于平均水平的情况,而GRACE反演结果也出现了异常低值,这些与2009年秋季至2010年春季西南地区出现的干旱事件是相符的。图5分析结果表明:降水量变化趋势与GRACE结果相一致的,这说明降水量是陆地水储量变化的主要部分,也说明了2009年7月至2010年6月降水量较往年同期有明显的减少,这是造成该时间段西南地区特大干旱的原因之一。为了分析气温对干旱事情的影响,本文从中国气象数据网下载中国地区月平均气温值的格网数据,从2003年1月至2015年12月,共计156个月,空间分辨率为0.5°×0.5°。采用与降水数据相同的处理方法,得到2009年7月至2010年6月西南地区平均气温较往年同期的变化值和2003～2015年该地区月平均温度时间序列,具体结果见图6～7。
【参考文献】：
期刊论文
[1]重力卫星时变重力场去相关滤波算法的参数选择[J]. 崔立鲁,唐兴友,邹正波,宋哲,许文超. 科学技术与工程. 2020(01)
[2]重力卫星时变重力场条带误差加权平均滤波算法[J]. 邹正波,宋哲,崔立鲁,唐兴友,许文超,李琳叶. 科学技术与工程. 2019(32)
[3]重力卫星时变重力场位系数误差的反向延拓去相关算法[J]. 崔立鲁,唐兴友,邹正波,宋哲,汪晓龙,姚朝龙. 科学技术与工程. 2019(26)
[4]重力卫星时变重力场位系数误差Fan滤波算法分析[J]. 崔立鲁,宋哲,邹正波,许文超,汪晓龙,李琼. 科学技术与工程. 2019(15)
[5]利用广义三角帽方法评估GRACE反演中国大陆地区水储量变化的不确定性[J]. 姚朝龙,李琼,罗志才,王长委,张瑞,周波阳. 地球物理学报. 2019(03)
[6]冰后回弹对南极地区冰盖质量变化影响的研究[J]. 崔立鲁,朱贵发. 科学技术与工程. 2015(28)
[7]利用重力卫星数据恢复地球质量迁移方法的研究[J]. 崔立鲁,朱贵发. 科学技术与工程. 2015(14)
[8]利用GRACE时变重力场探测2010年中国西南干旱陆地水储量变化[J]. 李琼,罗志才,钟波,汪海洪. 地球物理学报. 2013(06)
[9]利用GRACE时变重力场反演黑河流域水储量变化[J]. 罗志才,李琼,钟波. 测绘学报. 2012(05)
[10]利用GRACE地球重力场模型研究中国西南区域水储量变化[J]. 刘任莉,李建成,褚永海. 大地测量与地球动力学. 2012(02)
博士论文
[1]联合GRACE和水文气象数据研究自然与人为因素对区域水储量变化的影响[D]. 姚朝龙.武汉大学 2017
本文编号：3255894
【文章来源】：人民长江. 2020,51(07)北大核心
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
GRACE和GLDAS得到的中国西南地区的TWSC值
由图1可看出,两组数据的长期变化趋势完全一致,且整体上呈现出逐渐增加的趋势,但是在2010年3月出现显著的异常低值。扣除图1中TWSC时间序列中的季节性变化得到2003～2015年该地区TWSC年际变化趋势,如图2所示。由图2可知,2003～2006年GRACE反演得到的TWSC值明显低于13 a来的平均水平,这与文献[4]中提到的2003年在云南地区发生的高温干旱气候是一致的,其中2004年3月达到了最低值。除此之外,2009年11月到2010年6月也表现出异常低值,这与2009年秋季到2010年春季西南地区的特大干旱事件是相吻合的;同时2013年12月至2014年4月也出现了异常低值,这与2013年冬季到2014年春季重庆、云南地区出现的严重干旱相符。GRACE结果的波动要大于GLDAS,这是由于GRACE反演结果包含了地下水变化、冰雪融化和土壤水变化等陆地水储量总变化,而GLDAS水文模型主要反映的是土壤水和积雪变化。
为了进一步比较TWSC和降水量数据,图5给出了西南地区陆地水储量变化和月降水量的时间序列。从图5可知两组数据的变化趋势在整体上保持了一致性,2003～2006年之间降水量略低于平均水平,这与GRACE反演得到的陆地水储量变化出现减少的趋势相一致;而在2009年9月至2010年3月左右降水量出现了明显低于平均水平的情况,而GRACE反演结果也出现了异常低值,这些与2009年秋季至2010年春季西南地区出现的干旱事件是相符的。图5分析结果表明:降水量变化趋势与GRACE结果相一致的,这说明降水量是陆地水储量变化的主要部分,也说明了2009年7月至2010年6月降水量较往年同期有明显的减少,这是造成该时间段西南地区特大干旱的原因之一。为了分析气温对干旱事情的影响,本文从中国气象数据网下载中国地区月平均气温值的格网数据,从2003年1月至2015年12月,共计156个月,空间分辨率为0.5°×0.5°。采用与降水数据相同的处理方法,得到2009年7月至2010年6月西南地区平均气温较往年同期的变化值和2003～2015年该地区月平均温度时间序列,具体结果见图6～7。
【参考文献】：
期刊论文
[1]重力卫星时变重力场去相关滤波算法的参数选择[J]. 崔立鲁,唐兴友,邹正波,宋哲,许文超. 科学技术与工程. 2020(01)
[2]重力卫星时变重力场条带误差加权平均滤波算法[J]. 邹正波,宋哲,崔立鲁,唐兴友,许文超,李琳叶. 科学技术与工程. 2019(32)
[3]重力卫星时变重力场位系数误差的反向延拓去相关算法[J]. 崔立鲁,唐兴友,邹正波,宋哲,汪晓龙,姚朝龙. 科学技术与工程. 2019(26)
[4]重力卫星时变重力场位系数误差Fan滤波算法分析[J]. 崔立鲁,宋哲,邹正波,许文超,汪晓龙,李琼. 科学技术与工程. 2019(15)
[5]利用广义三角帽方法评估GRACE反演中国大陆地区水储量变化的不确定性[J]. 姚朝龙,李琼,罗志才,王长委,张瑞,周波阳. 地球物理学报. 2019(03)
[6]冰后回弹对南极地区冰盖质量变化影响的研究[J]. 崔立鲁,朱贵发. 科学技术与工程. 2015(28)
[7]利用重力卫星数据恢复地球质量迁移方法的研究[J]. 崔立鲁,朱贵发. 科学技术与工程. 2015(14)
[8]利用GRACE时变重力场探测2010年中国西南干旱陆地水储量变化[J]. 李琼,罗志才,钟波,汪海洪. 地球物理学报. 2013(06)
[9]利用GRACE时变重力场反演黑河流域水储量变化[J]. 罗志才,李琼,钟波. 测绘学报. 2012(05)
[10]利用GRACE地球重力场模型研究中国西南区域水储量变化[J]. 刘任莉,李建成,褚永海. 大地测量与地球动力学. 2012(02)
博士论文
[1]联合GRACE和水文气象数据研究自然与人为因素对区域水储量变化的影响[D]. 姚朝龙.武汉大学 2017
本文编号：3255894
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