近几十年来的全球海面变化

本文分析了全球914个验潮站的月平均海面观测序列.在此基础上以一定的准则对其中有长期观测记录的414个验潮站求出了各验潮站的局部视海面变化速率,并在“均衡基准”下求得了近几十年来全球海面变化的平均速率约为每年缓慢上升1.25～1.45mm.但在地区、海域之间存在明显差异.提出了特别易受海面上升影响的若干地区.     

青岛验潮站的平均海面及其考证

青岛验潮站平均海面在过去60年中,一般呈现上升趋势,相对海面上升速率约为1.7毫米/年。相反,在1954—1984年间相对海面以1.5毫米/年的速率下降。本文探讨了相对海面变化的各种可能的原因。     

长江口平均海面的初步研究

从长江口附近4个验潮站过去20—35年的海面计录分析出海面变化,总趋势是上升的,其量值大约为1.0—1.2mm/a,该速率已相对于吴淞零点地面沉降作了订正。研究结果表明,采用不同方法和采取不同时段作计算,所得结论有一定的差别。我们只采用具有20年以上连续资料的验潮站作计算,它和东海其它站作比较,其变化率是合理的。在厄尔尼诺年,年平均海面下降大约8—10cm,这表明厄尔尼诺现象能使长江口年平均海面发生异常。     

海上中距离跨海高程传递方法比较

远离岸线的中距离(30~50 km)海域缺少测绘基础资料,高程传递尚未形成相应的作业体系。为满足海上工程建设的精度要求,采用同步验潮平均海面传递法、GNSS/水准传递法以及DTU18全球平均海面模型传递法,在山东省半封闭海域与开阔海域进行了中距离海上高程传递实验。实验结果表明,15天同步验潮平均海面传递法与GNSS/水准法的精度相当(厘米级),与DTU18全球平均海面模型传递法进行直接传递的差异在15 cm内,可为不同测绘基础条件下海上风电高程基准传递提供作业参考。     

统一均衡基准下中国沿岸的海面变化

在对我国12个验潮站近几十年海平面观测资料的显著周期分析的基础上,采用海平面线性变化叠加若干固定周期变化的模型来拟合月均值观测值,并按最小二乘准则估计了这些验潮站近几十年来趋势性相对变化及误差,并将这些相对变化归算到文献[4]所建立的统一均衡基准下,研究了中国沿岸未来数十年的海面变化趋势.指出中国沿岸海面总趋势是上升的,各岸段速率有所不同,少数岸段海面下降.文中给出的数值对未来海面变化及影响的预测提供了依据.     

基于GNSS浮标和验潮资料的HY-2A卫星高度计绝对定标

为探测我国HY-2A卫星高度计海面高测量绝对偏差及其在轨运行状态,本文利用GNSS浮标星下点同步测量和验潮资料海面高传递方法在山东千里岩和珠海担杆岛海域开展定标研究。为验证GNSS浮标定标方法的准确性,还对国外卫星Jason-2和Saral进行了定标实验。实验表明GNSS浮标绝对海面高测量精度达2 cm,对Jason-2和Saral高度计多个周期定标得到的海面高偏差均值分别为5.7 cm和-2.3 cm,与国际专门定标场的结果符合较好。2014年9月和2015年5月HY-2A卫星高度计浮标定标结果分别是-65 cm和-91 cm,因两次结果差异显著,故又利用千里岩验潮站资料对HY-2A卫星高度计第56至73周期进行了定标分析,结果证明HY-2A卫星海面高存在约-51 cm/a的漂移,置信度为95%的回归分析表明浮标和验潮定标结果符合。本文研究结果表明在我国尚无专门定标场的情况下,可利用GNSS浮标对我国高度计实施灵活、精准的在轨绝对定标,在有高度计轨迹经过验潮站的情况下可使用验潮资料结合精密大地水准面模型进行绝对定标。     

陆地垂向运动对沿海相对海平面变化的影响

沿岸陆地垂向运动是沿海相对海平面变化的重要组成部分,可以通过GPS直接观测或者联合验潮站和高度计资料进行推算,前者较为精确但目前欠发达国家和地区沿岸数据缺乏,后者资料相对丰富但准确性有待验证。本研究利用全球191个验潮站数据及同步的高度计资料和GPS监测数据,对两种方法得到的陆地垂向运动速率进行了比较,发现对于陆地垂向运动明显的站位,两种方法计算的趋势相同比例为74%;陆地垂向运动速率的空间分布表现为高纬度沿岸陆地抬升和中低纬度不同程度的陆地沉降,这与冰川均衡调整(GIA)模型结果和近期GRACE重力卫星观测较为符合,说明了基于验潮站和高度计联合推算沿岸陆地垂向运动的方法具有较高可行性。将此方法应用于中国沿岸,基于29个长期验潮站数据计算了中国沿海1993—2016年陆地垂向运动速率,发现存在以长江口为分界北升南降的空间特征;南部沿岸陆地沉降会加剧沿海相对海平面上升,给区域经济发展和人民生活带来风险。     

江苏近岸海域水位变化特征分析

基于江苏沿海连云港、吕四两个测点的验潮站多年的观测资料以及AVISO卫星高度计资料,利用统计分析方法和潮汐调和分析方法研究江苏沿海地区的海洋水位变化特征。结果表明:江苏沿海海平面和潮差均呈上升趋势,海平面上升速度达3.35 mm/a,高于全球和区域海平面的上升速度;对采样间隔为1 h的潮位连续观测数据作调和分析,各验潮站主要半日分潮的振幅呈上升趋势,全日分潮的振幅呈下降趋势,S_a分潮的周期性变化与El Nino现象有关。     

精化沿海高程异常图的方法——CPS、海面水准相结合法

引言 我国沿海包括岛屿的高程测量,过去普遍采用海面水准法(即平均海面同步改正法),测量已知站(长期站)到未知站(临时站)的高差,这种方法求得的高程是从青岛验潮站平均海面起算的。青岛验潮站平均海面与中国沿海其它验潮站平均海面高程并不相同,有海面地形之差。人们认为青岛验潮站平均海面起算的高程称正常高h,正常高是从似大地水准面起算的,高程异常ζ就是似大地水准面高,它不具有物理意义。现在常采用的GPS测高法求得的高程(大地高H),是从大地水准面起算的,大地水准面可用重力法求得,具有物理意义,但精度不高,需要精化。似大地水准面和     

验潮井注入防冻油层对潮位观测影响分析

在全球气候变暖的影响下,中国沿海的海平面上升趋势还将进一步加剧带来海水倒灌、沿海地区水质恶化、生态环境和资源破坏、侵蚀海岸、海洋自然灾害发生的频率增高等一系列危害。为缓解这些危害,首先要掌握海平面的上升速率。潮位观测数据是对海平面进行科学研究的重要依据之一,潮位数据的及时性、准确性、完整性在海平面研究中起主导作用。近年来北方冬季海面结冰现象严重,如不采取相应措施会导致验潮井内结冰,潮位数据中断,从而无法计算平均海平面高度。为防止北方冬季验潮井内结冰,常向验潮井内注入防冻柴油,但注入柴油后,验潮井内液面与外海高度不同,造成潮位观测不准确。根据潮位观测理论和多年实践经验,计算出在不影响潮位读数的情况下,可注入防冻油层的最大高度,并对超过最大高度时潮位读数的修正数值进行了研究。     

由海平面变化推求中国沿海地区地壳垂直运动

地壳垂直运动可直接由几何水准重复联测求得,但重复联测实施起来非常困难。本文给出了由验潮得到的平均海面变化推求地壳垂直运动的新方法,从理论上和实际观测数据的分析结果说明了用该方法求地壳升降运动是可行的。本文得出了中国沿海近几十年均衡意义下的平均海面上升速度为1.3mm/a,误差为±0.25mm/a;并给出了中国沿海各验潮站地壳垂直运动毫米级的年变化数值,其年平均升降值为0.02mm/a是可忽略的。     

分潮选取对动态抗差模型分析海平面的影响

选取4组不同的潮汐分潮,包括8分潮和13分潮,基于动态抗差模型对南海北部海域周边北海、海口等8个长期验潮站20年以上的日均水位序列进行分析,求取各验潮站的多年平均海面和海平面变化。结果表明,选取不同的分潮对于应用此模型求解多年平均海面和海平面变化,最大互差分别为6.1mm和0.15mm/a,差值变化在毫米级,即选取20年以上的周期序列应用动态抗差模型分析海平面时,采用8分潮模型即可满足精度要求。     

Sa分潮与月平均海面

根据临时验潮站观测到的一个月潮位资料通常能够分析得到11个分潮的调和常数。如果用所分析得到的调和常数与邻近站的Sa和Ssa的调和常数以及年平均海面做出潮汐预报,则在这一个月当中的平均海面的日变化将会反映出来,因而,潮位预报精度应该比仅由11个分潮和月平均海面所预报的潮位要高。本文对上述的问题进行论述。     

验潮站零点漂移检测及修订方法的改进

考虑到利用中数法计算的日平均海面可能残留较多的短周期分潮影响,会给验潮站零点的漂移检测及修订引入一项潜在的系统差,进而影响到潮汐分析及水深测量水位改正等应用。提出了基于Godin法计算日平均海面的验潮站零点漂移检测及修正的改进方法。应用结果表明Godin法较中数法可明显削弱短周期分潮影响,从而可提高验潮站零点漂移检测及修订的精度。     

中国沿岸现代相对海平面上升加剧

本文用线性回归方法,分两个时段分析了中国沿岸２５个验潮站相对海平面的年变化速度,计算了相应时段的平均海面,结果表明,中国沿岸现代相对海平面上升加剧。另外,本文还对海平面变化原因进行了讨论。     

青岛附近夏季风和海面坡度对沿岸流的影响

根据1999—2001年月平均海面高度资料讨论了青岛和胶州湾附近海面高度的年变化。结果表明：各验潮点夏季的海面高度普遍高于冬季的海面高度,具有明显的季节变化。此外,夏季胶州湾口外的海面高度低于胶州湾内的海面高度,表现为由北向南下倾的海面坡度。同时说明了形成这利海面坡度的原因。文章还利用动力学原理探讨了夏季风和海面坡度的动力作用,及其对月平均海流的影响,强调指出了夏季风和海面坡度所产生的压强梯度力的重要性。     

海底地形测量成果的质量检核评估(四):自容式压力验潮仪验潮零点漂移处理实践

针对使用自容式压力验潮仪在布设临时验潮站时常出现的验潮零点漂移技术难题,基于附近长期验潮站的潮汐观测数据来计算二站同步时段内逐时日平均海面之差值,以此修正临时验潮站观测数据中隐含的验潮零点逐时漂移量。以福建平潭长期站和王爷山、牛山岛两个临时站的验潮数据为例,进行了自容式压力验潮仪验潮零点漂移处理的实践。结果表明本文相关模型具可操作性和实用价值。     

全球海平面的年变率与21世纪预测

本文应用全球的验潮站海平面资料，求出全球海平面上升年变率为０．１５－０．１６ｃｍ／ａ，且提出采用全球海平面年变率的全球海平面的预测法与２１世纪的预测值，并把成果和结论与国际上的比较；同时指出和纠正了以前一些学者的部分错误成果和预测结论。     

压力式验潮仪零点漂移检测及修正方法研究

基于一定空间尺度内平均海面相同或相近这一前提,分析了相邻验潮站日平均海面之间的关系,并据此检测验潮仪零点是否发生变动,分析了修正验潮仪零点漂移的可行性及效果。     

关于同步改正法求得短期验潮站平均海面所需同步天数的探讨

本文通过理论分析和实测资料计算比对得出结论:同步改正法计算短期验潮站平均海面使用15天时间同步和30天时间同步可达到基本相同的精度。