基于GRACE重力卫星资料和验潮站数据的南极海平面变化分析与研究
杨军简要介绍南极冰盖消融和南极海平面变化现状及其影响基德克萨斯州学奥斯汀分校提供GR全球质量变化序列以及平海面常设业处（L）提供南极验潮月数据得到南极冰盖质量和南极区域海平面长期变化。
结表明00～07年南极洲冰盖质量变化速率9±5G对全球海平面变化贡献056±003；南极区域海平面从00～0年上升速率36；对南极局部区域计算表明南极冰盖质量与海平面变化呈现相关关系相关系数077。
引言海平面变化与人们生活密切相关冰川减少、海平面上升这些看似与普通人没有关系但它带是极端天气增加。
据报告统计从上世纪50年代开始地球上极端天气就已开始增多包括强降雨、热浪、洪水、干旱等正不断给人类带灾害。
海平面变化是全球气候变化重要部分极地冰层被公认是全球气候变化研究极敏感和关键区域对全球海平面变化贡献越越显著特别是南极和格陵兰冰体流动造成变化是海平面上升预估不确定性主要原因。
海平面世纪上升速率达到了7[]993～003年海平面上升速率 zv等估计南极冰盖003008年期平每年物质流失（98±）G[]如南极冰盖全部融化将使海平面上升566。
目前对南极冰盖质量变化主要使用重力反演与气候实验（GR）卫星精确测量冰盖重力场变化从而获得冰盖质量变化[3]；而对海平面高变化则依赖各地验潮数据所使用即这两种数据。
国外基GR和验潮数据进行海平面变化研究已有定历史但针对南极区域却有所缺乏因特将相关方法用南极区域初步分析和研究其海平面变化情况。
数学模型GR和验潮数据预处理以及分析用到了许多数学模型这里着重介绍利用GR数据得到等效水柱高所使用月重力场反演模型。
根据r等（998）理论GR重力场模型能够反演得到地球表面质量薄层上任面密变化其θ和Φ分别地心余纬和东地球平半径ρvg地球平密和阶次正规化连带勒让德函数k荷勒夫数Δ和Δ分别变重力场模型无量纲正规化球谐系数。
质量变化结通常以等效水柱高（θΦ）表示 （θΦ）Δσ（θΦ）ρ其ρ水密。
3 数据处理与分析3 南极GR重力数据采用GR数据德克萨斯州学奥斯汀分校公布初步处理RL05月重力场模型数据数据分布围是00～07年空分辨率05°×05°。
对比RL0数据RL05所反映信號没有改变但是精有显著提高降低了条带误差。
所有月重力场模型球谐系数截断到60阶并且扣除了非潮汐气、高频海洋信、固体潮等影响。
受GR卫星轨道设计制约模型球谐系数0项算精较低因用LR所算0项替代。
图、图二分别00年和07年南极冰盖等效水柱高图三07年等效水柱高减00年差值。
从图图二可以看出南极冰盖等效水柱高从00～07年明显减少这表明南极冰盖直以处消融状态其陆地冰川质量正逐年减少；从图三可以看出南极北部区域冰盖质量基处稳定状态冰川消融主要集南部区域特别是西南区域近海冰川6年呈现出急剧消减趋势。
由等效水柱高可以计算得到南极冰盖等效变化质量其质量变化速率9±5G相当海平面上升速率056±003而海平面世纪平上升速率7南极冰盖消融对海平面变化影响达到了5%。
虽然几世纪以全球围许多机构收集了量验潮数据其空分布广泛而密集覆盖围但是对南极区域海平面记录却十分欠缺。
因考虑到数据完整性和跨要仅选取了两验潮（其位置如图八所示）代表南极局部区域海平面高变化。
从前分析我们得知南极冰盖消融主要集南部区域因选择这两能够便验潮和重力数据合分析。
对验潮数据进行缺失数据插值补全用两验潮平值作研究区域海平面变化其变化曲线如图五所示。
图五代表是选择区域00～0年海平面高月变化其呈现出明显季节和年际变化周期。
可以看出选择区域00～0年海平面高呈现出上升趋势其上升速率36。
33 GR数据与验潮数据合分析由影响海平面高变化重要因素是陆地冰川消融而其南极冰盖影响。
因利用GR得到南极冰盖质量变化数据和验潮数据可以分析南极冰盖消融与海平面高变化关系。
图七利用南极数据计算出南极汇水区域然选择距离验潮近汇水区域作研究区（如图八所示）。
了研究冰盖质量变化与海平面高相关性对数据进行矫正和补全分别对得到等效水柱与验潮数据进行归化处理处理年际变化趋势图如图九所示。
可以看出研究区域冰盖质量变化与海平面高变化呈现出相关性利用相关性计算方法可以得到其相关系数077表明两者有较强相关性。
全球变暖是当今世界面临气候问题其带直接影响就是冰川融化和海平面上升其对人们生活和人类发展有着不可轻视影响。
采用GR重力数据得出南极冰盖质量0007年变化其变化速率9±5G利用验潮得到南极海平面高000年上升速率36；通进步分析得出这两者存较强相关性这表明南极冰盖消融是南极乃至全球围海平面常年上升重要原因这也说明了遏制全球气温变暖阻止冰川消融是全世界当急。
参考献[]张栋孙波柯长青等南极冰盖物质平衡与海平面变化研究新进展[]极地研究00（3）96305[] L l R Blk l lr r l r llgrv r[]r G009（）85986[3]高春春陆洋张子占等GR重力卫星探测南极冰盖质量平衡及其不确定性[]地球物理学报05 58（3）78079 相关热词 南极海平面重力