重力卫星五年运行对求定地球重力场模型的进展和展望

对近年升空的CHAMP和GRACE和将于2007年升空的GOCE卫星在测定地球重力场方面的技术特点和初步成果进行了回顾、比较和评估。并对它们今后在静态和动态的地球重力场构模方面可能的进展作一展望。现在只用一颗重力卫星的轨道摄动数据，就可以以前所未有的可靠性和精确性来求定地球重力场的长波和部分中波。如CHAMP重力卫星的33个月数据所求定的地球重力场模型,相对于曾利用多颗卫星资料所推算的GR1M5 S1重力场模型,在长波方面的精度和可靠性都有很大改善。而GRACE重力卫星的 110天数据所导出成果的空间分辨率，又优于CHAMP的33个月的数据成果。GRACE卫星还有一个重要任务，就是测定重力场非潮汐的短期性或准实时的变化。还介绍了新发表的一个联合地球重力场模型EIGEN CG03C, 360完全阶次，分辨率约30′。CG03C同CHAMP/GRACE以前的重力场模型比较，在400 km波长的精度方面改善了一个量级，大地水准面的精度改善了3 cm，重力异常的精度改善了0.4 mgal。     

卫星重力与地球重力场的文献计量分析

卫星重力与地球重力场研究是国际大地测量学的重要研究领域,不仅带动了大地测量学本身的发展,也在其他相关研究领域取得了重要的科学应用.以2000年1月至2020年9月的20年Web of Science核心合集数据库中关于该领域的科学论文为研究对象,使用文献计量的方法,应用CiteSpace软件对当前研究现状、近年来发展脉络以及研究热点进行分析.结果 表明,关于卫星重力和地球重力场的文献数量总体上逐年上升,2016年以来维持较高的水平,其中美国、德国以及中国的发文量位居前三位;发文量排名前三的研究机构分别为中国科学院、加州理工学院和美国国家航空航天局;我国在卫星重力及地球重力场领域的研究力量相对集中,中国科学院、武汉大学以及中国科学院大学发文数占中国总数的75.36％;利用GRACE数据和球谐函数构建高精度地球重力场模型,反演局部质量变化是当前国际研究热点.得益于卫星重力观测数据,全球重力场模型得到了实质性改进.     

地球重力场的最新高分辨率模型

利用多颗人造地球卫星轨道数据和最新公布的全球地面及海洋重力资料,借助地球重力场的球谐表达式,建立了１９９６高分辨率的地球重力场模型。     

地球重力场及其地学应用研究进展——2020中国地球科学联合学术年会专题综述

地球重力场及其地学应用是地球科学领域的重要内容之一,在国家基础测绘、灾害监测、资源勘探、地表圈层耦合作用和航空航天等方面等都具有不可替代的重要作用.近年来,随着重力场观测技术的不断革新,重力测量以及相应的理论、方法及应用的发展迅速,取得了丰硕的研究成果.2020年中国地球科学联合学术年会重力场专题报告(包括42个口头报告和10个张贴报告)就是这些成果的集中展示.基于年会重力场专题报告内容,综述了我国近年来在地球重力场及其地学应用方面的最新研究进展.     

基于地球重力场模型的区域高程转换方法

利用多项式分区拟合与EGM96地球重力场模型相结合的数学方法,使少量的水准点与GPS点重合,对GPS测得的大地高直接转换为具有厘米量级正常高的重力模型区域高程转换方法作了讨论,将该方法得到的正常高与单独利用多项式分区拟合和EGM96地球重力场模型得到的结果进行了比较,其差值的标准差为±2.9 cm。     

卫星重力测量的应用进展

介绍了CHAMP、GRACE和GOCE三颗重力卫星,评述了卫星重力数据在恢复地球重力场模型,测定陆地水储量变化,研究大地水准面变化、弹性厚度、地壳厚度,地震前后重力场的变化、地壳运动等方面的应用,以及一系列卓有成效的研究成果,认为卫星重力探测技术相对传统的重力测量具有得天独厚的优势,将会有更大的应用空间。     

利用GRACE重力卫星数据反演黑河流域地下水变化

干旱区地表水资源有限, 地下水资源被超采利用, 黑河流域是西北干旱区典型内陆河流域, 有同样的地下水资源利用问题. 然而由于监测地下水变化的测井数目有限且分布不均, 难以从流域尺度上把握地下水资源的时空变化. 利用GRACE重力测量卫星数据反演黑河流域2003-2008年间的地下水时空变化, 为合理分配利用水资源提供科学依据, 为掌握无资料区域地下水水资源及其变化趋势提供了计算方法. 为验证GRACE反演结果的可靠性, 首先将计算出的黑河中上游地下水的变化, 与该区域实测地下水变化数据进行对比分析, 结果显示二者之间相关性较好, 在一定程度上表明GRACE数据具备反演整个黑河流域水储量变化及其各个组分的能力. 此后, 利用GRACE数据反演了全黑河流域的地下水变化, 对其时空变化进行了分析和讨论. 结果表明: 黑河流域2003-2004年间地下水减少的幅度越来越少, 2005年夏季期间地下水资源量增加量最多, 自此地下水增加幅度逐渐减少, 至2008年趋于平衡. 空间上流域局部变化波动较大, 2003-2004年间黑河上游地下水资源量处于减少状态, 2005年相对于6 a地下水平均含量有轻微增加趋势, 2006年处于6 a平均值状态, 2007-2008年有稍微上升趋势; 中游在2005年有略微的上升, 之后3 a下降; 下游地下水含量在6 a中整体呈上升趋势.     

南极构造——ERS—1卫星测得的海洋重力场及其对构造的制约

在西南极洲附近,从Ｒｏｓｓ海东部直到Ｗｅｄｄｅｌｌ海,对这一片冰覆盖的大洋和制图学了解甚少的区域,已通过包括ＥＲＳ－１大地测量和波形数据等的卫星测高方法,获得了高解象的重力场,这一重力场展现了该区整个构造的结构,如代表由早期（６５～８３Ｍａ前）太平洋－南极海底扩张而留下的断裂带的重力构造线,这一扩张将Ｃａｍｐｂｅｌｌ高原和新西兰大陆从西南极洲分离出来,这些构造线制约了板块运动的历史,证实了下述假设     

青藏高原卫星重力场及所反映的壳幔结构和深部…

针对青藏高原地壳－上地幔结构十分复杂的特点，利用地球重力场模型ＷＤＭ８９的位系数，计算了多个阶窗的卫星重力异常。结合其他地球物理资料的初步分析表明，低阶窗的异常图形，可能反映了板块碰撞挤压所造成的深部密度重新分布的特征；中阶窗的异常，则显示出板块运动过程中可能形成的深部构造痕迹，如超壳深断裂等，高阶窗的异常图，可以与实测的空间异常图及均衡异常图相对比，它醒目地指出了青藏高原边缘一些不均衡的地带，利     

利用谱组合法实现GOCE卫星的SST和SGG数据融合处理

不同类型重力测量数据的融合处理,是地球重力场模型化研究的难点和热点问题之一.基于调和分析方法推导了由GOCE卫星SST和SGG数据构建地球重力场模型的谱组合公式及对应谱权的具体形式,给出了多种类型重力测量数据联合处理的谱权及谱组合的通用表达式.结果表明,SST数据能够有效改善SGG数据解算模型在低阶部分的精度,从而提高了解算的地球重力场模型的质量和可靠性并拓宽了其频谱范围,使其精度和空间分辨率有更进一步的提高.      

中国冰川学和冻土学研究40年进展和展望

回顾４０年来中国冰川学和冻土学从无到有,不断发展壮大,及其所取得的主要研究成果,提出了进一步深入开展冰冻圈与气候变化关系的研究,以及在气候转暖条件下开展干旱与寒区水资源和寒区工程及减灾防灾研究的重要性,并指出了加快发展地理信息科学的必要性。     

江苏环境地质工作四十年回顾与展望

从20世纪50年代末以来,江苏的环境地质工作经历了寻找地下水资源及区域性基础水文地质、工程地质勘察,城市水文地质、 工程地质、环境地质勘察,全省市、县地下水资源评价,环境地质及地质灾害防治研究,走向市场直接为国民经济建设服务等发展阶段.它在国民经济建设中发挥了极其重要的作用,并在各方面取得了很大发展.     

近5年中国地球科学领域发展态势文献计量分析

本文采用文献计量学方法,以CSCD数据库收录的2013~2017年地球科学领域文献为数据源,从发文量趋势、学科分布、期刊分布、核心机构及作者、研究热点、基金支持情况几个方面统计分析了近5年来国内地球科学领域的发展态势,为今后进一步把握地球科学领域发展趋势提供参考。     

中国南极冰川学研究10 a回顾与展望

The study of Antarctic glaciology in China is reviewed with the emphasis on the past decade. Much progress has been achieved in the physical characteristics of the Antarctic ice sheet and caps and in the study of climatic and environmental records in Antarctic snow and ice. Through observations of snow profiles of numerous snow-pits and shallow cores in the Wilkes Land and Lambert Glacier basin and along the route of the 1990 International Trans-Antarctica Science Expedition (ITASE), the regional features of snow deposition and densification in Antarctica were revealed. The Nelson Island ice cap in South Shetland Islands was investigated in detail that　greatly enriched the knowledge of glaciers under a sub-Antarctic maritime climate. From the analyses of shallow ice cores and surface snow samples, in particular those taken along the ITASE route, the systematic data of stable isotopes, soluble impurities and heavy metal Pb in present precipitation in Antarctica has been obtained. Some suggestions are proposed through discussing the present hot points in the above fields.     

Relativistic Reductions in High-Precision Measurements of the Earth’s Global Gravity Field Using a Multipair Constellation

Astronomy Reports - The theory of relativistic reductions for future challenges of space gravimetry with target accuracy of up to 1 picometer is developed in this paper.     

过去2000年气候变化对中国经济与社会发展影响研究综述

It is one of the important focuses of the Past Global Changes (PAGES) to investigate the long-term impacts of climate change on regional social and economic development over the past two millenniums. The past decades in China have witnessed great progresses in the study of past climatic influence on human society. In this paper, reviews have been made on the latest proceedings related with researches about the past 2000-year climatic impacts on Chinese history in terms of the following three aspects: economic fluctuations, social stability, and the rise and fall of dynasties in China. It is concluded that climate change and socio-economic fluctuation in historical China really temporarily demonstrated a good coincidence, which indicates a potential driving-response mechanism was likely embedded in the complicated relationship between climate change and human society. A warm climate provided relatively stable conditions of agricultural production and thus generally played a positive role in the healthy development of the economy and society. On the contrary, socio-economic adverseness triggered by a colder climate was preconditioned with social problems such as the intensification of the contradiction between people and land, as well as the gradual accumulation of social rigidity. These social problems accompanying with social development contributed higher vulnerability of society in the face of changing climate, which to some extent might amplify the effects of climatic deterioration. The authors emphasize that the future studies of the relationship between past climate change and human history in China should attach more attention to the following key problems: making deeper exploitation of the potential of Chinese historical documents, exploring the mechanism of climate-society interaction, and studying the differences of climatic effects on socio-economic development at the regional scale. This study from a historical perspective might enhance the understanding of human-environment relationship under a situation of global warming, and also provide the scientific basis for the sustainable social development in China.     

Application assessment of GRACE and CHIRPS data in the Google Earth Engine to investigate their relation with groundwater resource changes(Northwestern region of Iran)

In recent years, drought has become a global issue, especially in arid and semi-arid areas. It is without doubt that the identification and monitoring of the drought phenomenon can help to reduce the damages that would occur. In addition, rain is one of the factors which directly affect the water levels of underground water reservoirs. This research applied a linear gradient regression method developed on the basis of GRACE, CHIRPS, and data from monitoring wells to investigate the groundwater storage changes.These data have been analyzed on the Google Earth Engine platform. In order to conduct temporal and spatial analyses, the water levels of the aquifer were generated from the monitoring wells and zoned into five classes. Also, the amount of water storage and rain from the year 2003 to 2017 in the West Azerbaijan Province were investigated using the GRACE satellite and the CHIRPS data, respectively. The results obtained from the GRACE satellite data show that the average water level in the underground reservoirs in Iran had started to decrease since 2008 and reached its peak in 2016 with an average decrease of 16 cm in that year. The average annual decline of groundwater level in the studied time period was 5 cm. A chart developed from the CHIRPS annual rainfall data indicates that the biggest decline in rainfall occurred in 2008, and the declining trend has remained steady. Linear analyses were made on GRACE with CHIRPS results and monitoring wells data separately, from which the correlation coefficients are between 86% and 97%, showing generally high correlations. Furthermore, the results obtained from the zoning of the aquifer showed that in the period of 2004 to 2016, due to the decrease in rainfall and the excessive withdrawal of groundwater, the water levels also decreased.     

过去20年矿床事业发展的概略回顾

文章概略回顾了过去20年在找矿和成矿理论研究方面获得的若干重要成就。指出这一阶段虽在一些国家存在矿业不景气，但找矿进展，特别是金、铜矿床、仍很出色。矿业中国都强调了超大型矿床的重要性。在成矿理论方面，主要就多样复杂的海底成矿，三大巨型成矿域，成矿模式，中酸性岩浆岩及有关成矿作用，层控矿床，同位素、微量元素及气液包裹体运用于成矿等问题的研究历史作了回顾。     

中国地质调查局西安地质调查中心60年发展回顾与展望

中国地质调查局西安地质调查中心（以下简称西安地调中心）是国家在西北地区的综合性区域地质调查机构。60年来,因国家建设需要而创建,因国家发展需求变化而调整,为国家重大战略实施和西北地质科技进步做出了重要贡献。本文分起步与发展、调整与拓展、转型与创新3个阶段,系统总结了西安地调中心成立60年来所做的主要工作和取得的重大成果成效。面对新形势、新需求和新挑战,西安地调中心将坚持公益性、基础性地质调查和战略性矿产勘查的基本定位,坚持全力支撑能源、矿产、水和战略性资源保障,精心服务生态文明建设和自然资源管理的工作定位,按照聚焦大需求、立足大地质、调查大资源、服务大生态、做好大支撑、实现大发展的工作思路推进转型发展和创新发展,践行扎根西部、争创一流、报效祖国、服务人民的价值理念,提出聚焦水资源安全、能源资源安全、生态安全、国土安全、自然资源管理中心、发展动力变革、开放合作、提升国际化水平等8方面开展工作,努力向世界一流新型区域综合地质调查研究机构迈进,为国家和区域经济社会发展和生态文明建设做出新的更大贡献。