利用广义三角帽法评估GRACE/GRACE-FO反演流域陆地水储量变化的不确定性北大核心CSCD

利用广义三角帽法评估5个最新版本GRACE/GRACE-FO时变重力场模型反演全球流域陆地水储量变化的不确定性,并探讨地理位置、气候类型和流域面积对不确定性的影响。结果表明:1) COST-G、CSR、JPL、ITSG和GFZ时变重力场模型反演全球流域陆地水储量变化的平均不确定性分别是0.41 cm、0.63 cm、0.66 cm、0.81 cm和0.97 cm;2)流域陆地水储量变化的不确定性与流域面积和地理位置存在较强的相关性,与气候类型的相关性较小;3)当观测数据质量较差时,不同模型反演的流域陆地水储量变化存在较大差异。     

长江流域陆地水储量异常的卫星重力监测与干旱指数对比分析北大核心CSCD

利用GRACE/GRACE-FO数据对长江流域2003~2021年期间发生的干旱事件进行定量分析,以探究卫星重力监测区域性干旱的可行性。采用3个机构发布的5种GRACE/GRACE-FO数据产品(CSR_SH、JPL_SH、GFZ_SH、CSR_M、JPL_M)反演长江流域陆地水储量异常(TWSA),计算陆地水储量亏损(WSD)和水储量亏损指数(WSDI),结合气象干旱数据(SPI、SPEI、scPDSI)对5种数据产品的结果进行比较,并对2003~2021年长江流域干旱事件进行分析。结果表明,不同机构发布的GRACE/GRACE-FO数据产品对长江流域干旱事件严重等级的划分具有一定差异;WSDI与6个月时间尺度的SPEI相关性最高,相关系数为0.66,与scPDSI相关系数最低为0.54,降水是影响长江流域陆地水储量变化的重要因素;长江流域最严重的干旱事件发生在2019年夏秋季,干旱强度为2.31,持续10个月,水储量累计亏损达到415 Gt,此次干旱事件的WSDI空间分布图显示2019-09干旱最为严重,出现极端干旱区域。WSDI可反映长江流域干旱分布的时空变化,可在监测全球和大尺度区域干旱方面发挥重要作用。     

基于GRACE-FO的微波与激光星间测距数据的重力场模型对比分析

为分析GRACE-FO微波测距系统KBR及激光干涉测距系统LRI对时变重力场结果的影响,以动力学方法为基础,分别采用KBR数据和LRI数据反演2019-01~2021-08的90阶无约束时变重力场模型APM_KBR和APM_LRI,并进行对比分析。 从重力场模型阶方差和等效水柱高的空间分布来看,在两类测距数据完整且质量较好的前提下,两者精度处于同一水平,而当发生较多月卫星机动或其他卫星事件时会使LRI数据缺失,从而导致APM_LRI模型在该月得到的等效水柱高时间序列信噪比略低。由后验残差结果可知,APM_LRI后验残差RMS比APM_KBR减少约50%,且在高频处(大于等于60 CPR)LRI的后验残差显著低于KBR。总体来说,在现有条件下,由于背景场模型等其他因素影响,两类测距数据反演重力场的阶方差和等效水柱高结果基本一致,但后验残差上LRI测距具有更低的噪声。因此,未来可直接使用LRI测距数据探测、分析较弱的地球物理信号。     

利用多元线性回归模型重构中国九大流域陆地水储量变化北大核心CSCD

GRACE与GRACE-FO任务间的数据空缺导致无法连续监测陆地水储量变化。基于此,本文采用多元线性回归模型,以GRACE/GRACE-FO陆地水储量变化数据为参考值,以降水、气温和模型模拟的陆地水储量数据为预测参数,采用3种不同策略重构中国九大流域2002-04~2021-12连续的陆地水储量变化。结果表明,基于去趋势项和去季节项信号重构策略的重构结果略优于去趋势项信号重构策略,且两者结果均优于整体信号重构策略,在人类活动或冰川融化频繁的流域(如海滦河、长江、西南诸河和内陆河流域)这种优势更为明显。此外,重构结果的性能也受GRACE/GRACE-FO数据信噪比和预测参数与GRACE/GRCAE-FO数据的相关性影响。     

GNSS UTCO参数演变分析与对比评估北大核心CSCD

全球导航卫星系统(GNSS)发播的协调世界时偏差参数(UTCO)随着导航系统现代化升级而更新,尤其是GPS和BDS的UTCO参数具有明显变化。从模型上看,一阶溯源模型改为二阶溯源模型,兼容一阶模型;从分辨率上看,参数分辨率普遍变小,从而提高对UTCO微小变化的敏感性。通过研究GPS、BDS、Galileo、GLONASS四大导航系统GPS LNAV电文、GPS CNAV电文、BDS D1/D2电文、BDS B-CNAV电文、Galileo电文、GLONASS电文中的UTCO参数,基于国际计量局(BIPM)国际时间公报(T公报)UTCr-UTC(k)数据,将GNSS UTCO参数统一到快速协调世界时(UTCr),分析不同系统发播的UTCO参数性能。同时以国家授时中心(NTSC)监测的GNSS系统时差和BIPM快速T公报作为参考,评估GNSS系统发播的协调世界时偏差误差(UTCOE)。结果表明,在实验时段内,GPS CNAV电文的UTCO参数性能优于GPS LNAV电文,BDS B-CNAV电文的UTCO参数性能优于BDS D1/D2电文;GPS、Galileo的UTCO参数性能优于BDS、GLONASS,BDS和GLONASS在UTC溯源中具有一定的系统误差。     

厄瓜多尔俯冲区震间闭锁与粘弹性变形研究北大核心CSCD

以厄瓜多尔俯冲区为例,建立区域三维纯弹性和粘弹性模型,并基于有限元数值模拟方法分析其震间变形过程,同时以十余年的震间GPS速度场为约束,估算不同模型下的最佳震间闭锁深度。结果表明,在厄瓜多尔俯冲区,基于弹性模型的最佳震间闭锁深度约为30~35 km,而基于粘弹性模型的最佳闭锁深度为25 km。同时,相比于弹性模型,粘弹性模型能够更好地解释震间地表变形,说明该区域深部粘弹性圈层在俯冲板块的推挤作用下会引起较为明显的上地壳变形。