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全球海平面年际波动与陆地水储量异常的时空关联

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地球科学 2024年

作者：宋哲张子占郑硕闫昊明高春春山东科技大学测绘与空间信息学院中国科学院大学地球与行星科学学院大地测量与地球动力学国家重点实验室中国科学院精密测量科学与技术创新研究院湖北珞珈实验室

研究全球平均海平面（GMSL）上升过程中的年际波动有助于我们深入了解GMSL变化特征。本文主要分析GMSL在2005-2016期间经历的两次显著年际波动及其成因，定量分析全球各大洲陆地水储量（TWS）异常的空间分布及其对GMSL年际波动的贡献，... 详细信息

研究全球平均海平面（GMSL）上升过程中的年际波动有助于我们深入了解GMSL变化特征。本文主要分析GMSL在2005-2016期间经历的两次显著年际波动及其成因，定量分析全球各大洲陆地水储量（TWS）异常的空间分布及其对GMSL年际波动的贡献，并探讨各大洲TWS变化与厄尔尼诺-南方涛动（ENSO）之间的相关性。结果表明在GMSL年际波动中与海水质量变化相关的重力海平面（BSL）变化贡献占80%，与海水温盐度变化相关的比容海平面变化的贡献约为20%，格陵兰岛和南极洲冰盖消融主要影响BSL的长期变化趋势，各大洲TWS异常变化则主导了BSL的年际变化，其中南美洲贡献最大，其次是北美洲、亚洲和大洋洲，欧洲TWS贡献最小。南美洲TWS异常变化与ENSO关联性最强，相关系数为-0.76，并存在-7个月相位差，北美洲关联性最弱，在-5个月相位差时达到最大值-0.25。

关键词：海平面变化年际波动陆地水储量异常 ENSO

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高频大气角动量变化对天极偏差的激发研究

大地测量与地球动力学 2024年第11期44卷 1167-1172页

作者：李宁崔小明杨伟伟闫昊明孙和平中国科学院精密测量科学与技术创新研究院大地测量与地球动力学国家重点实验室武汉市430077 中国科学院大学地球与行星科学学院北京市100049 湖北珞珈实验室武汉市430079

天极偏差是观测天球中间极与岁差-章动模型之间的差异,主要包含自由核章动和受迫章动两部分。本文利用欧洲中期天气预报中心发布的第五代大气再分析资料计算的1h采样的大气角动量函数,与国际地球自转服务中心提供的3h和6h采样的大气角... 详细信息

天极偏差是观测天球中间极与岁差-章动模型之间的差异,主要包含自由核章动和受迫章动两部分。本文利用欧洲中期天气预报中心发布的第五代大气再分析资料计算的1h采样的大气角动量函数,与国际地球自转服务中心提供的3h和6h采样的大气角动量函数进行对比研究,分析不同采样率的高频大气角动量变化对天极偏差的激发影响。结果表明,不同采样率的大气角动量变化对受迫章动和自由核章动的激发总体趋势一致,但在部分谐波频段及细节上存在明显差异;基于1h采样的大气角动量函数能够更加有效地分离与受迫章动项对应的周日频段谐波分量,在自由核章动激发中也体现出一定的优势,表明更高采样率的大气数据在高频地球自转变化研究中具有重要作用。

关键词：大气角动量自由核章动受迫章动天极偏差

Argo盐度漂移修正及其对全球海平面变化的影响

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大地测量与地球动力学 2024年第11期44卷 1179-1185页

作者：宋哲张子占郑硕闫昊明高春春中国科学院精密测量科学与技术创新研究院大地测量与地球动力学国家重点实验室武汉市430077 中国科学院大学地球与行星科学学院北京市100049 湖北珞珈实验室武汉市430079 山东科技大学测绘与空间信息学院青岛市266590

基于不同机构(SIO、JAM和EN4)发布的多套Argo数据集,分析盐度漂移的时空变化特征。结果表明,2016年以后,3家机构发布的盐度数据集都存在明显的系统性漂移,且不同深度层的盐度漂移幅度差异较大。为此,基于赤池信息量准则(Akaike informat... 详细信息

基于不同机构(SIO、JAM和EN4)发布的多套Argo数据集,分析盐度漂移的时空变化特征。结果表明,2016年以后,3家机构发布的盐度数据集都存在明显的系统性漂移,且不同深度层的盐度漂移幅度差异较大。为此,基于赤池信息量准则(Akaike information criterion,AIC)提出面向特定深度层盐度漂移的多项式修正方法。该方法能有效修正0~2000m深度范围内Argo数据集的盐度偏差,使得2005~2021年的GMSL预算平衡偏差减少约43%。盐度漂移具有复杂的空间关联性,全球盐容海平面变化趋势存在显著的空间分布差异,北大西洋区域最为显著,修正后其空间分布趋于一致。

关键词： Argo盐度漂移海平面预算盐容海平面变化比容海平面变化

精密(量子)测量时代下时空基准研究中的关键科学问题和核心技术

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中国科学基金 2024年第1期38卷 172-181页

作者：孙和平杨元喜叶朝辉闫昊明管桦彭鹏张宝成侯明强程惠红于晟中国科学院精密测量科学与技术创新研究院西安测绘研究所国家自然科学基金委员会地球科学部

基于第316期双清论坛“精密(量子)测量时代下时空基准研究”会议内容，本文总结了我国在精密(量子)测量时代下时空基准研究所面临的国家重大需求，回顾了时空基准在国际国内的发展历程以及我们面临的挑战，凝练了该领域未来5～10年的重... 详细信息

基于第316期双清论坛“精密(量子)测量时代下时空基准研究”会议内容，本文总结了我国在精密(量子)测量时代下时空基准研究所面临的国家重大需求，回顾了时空基准在国际国内的发展历程以及我们面临的挑战，凝练了该领域未来5～10年的重大关键科学问题和核心技术，建议在时空基准理论与方法、关键技术和设备研发、时空基准应用等相关领域重点攻关，并就科学基金重点资助项目给出了建议。

关键词：量子精密测量时空基准发展战略资助项目建议

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全球平均海平面上升的瞬时速率

地球物理学报 2018年第12期61卷 4758-4766页

作者：穆大鹏闫昊明中国科学院测量与地球物理研究所大地测量与地球动力学国家重点实验室武汉430077 中国科学院大学北京100049

在确定海平面上升速率时,传统方法是利用最小二乘拟合获取特定时间段内的平均速率.事实上,由于海平面是一种非稳态变化,其速率随着时间变化.本文使用集成经验模态分解获取海平面变化在2002—2014年间的非线性趋势,然后通过三次样条函数... 详细信息

在确定海平面上升速率时,传统方法是利用最小二乘拟合获取特定时间段内的平均速率.事实上,由于海平面是一种非稳态变化,其速率随着时间变化.本文使用集成经验模态分解获取海平面变化在2002—2014年间的非线性趋势,然后通过三次样条函数平滑拟合非线性趋势得到连续的一阶导数,即为海平面变化的瞬时速率.结果表明,全球平均海平面的瞬时速率先降后升:从2002的2.7mm·a^(-1)缓慢下降至2010年的2.5mm·a^(-1),然后上升至2014年的3.8mm·a^(-1).通过分析海平面上升各个贡献成分的瞬时速率,发现该上升主要由海水质量增加引起.在2002—2014年间,格陵兰岛冰川消融对海平面上升瞬时速率的贡献从0.51mm·a^(-1)上升至0.85mm·a^(-1),南极冰川消融的贡献则从0.12mm·a^(-1)上升至0.34mm·a^(-1).陆地水储量对海平面上升起抑制作用,但该抑制作用呈下降趋势,其瞬时速率从-0.24mm·a^(-1)增加到0.03mm·a^(-1).比容海平面的瞬时速率表现为下降趋势,从1.6mm·a^(-1)减小至1.0mm·a^(-1).这表明在全球尺度上,海水质量对海平面上升的贡献正在增加,截止到2014年,海水质量的贡献已经接近70%.

关键词：海平面上升瞬时速率海水比容海水质量

The Investigation of Atmospheric Angular Momentum as a Contributor to Polar Wobble and Length of Day Change with AMIP II GCM Data

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Advances in Atmospheric Sciences 2002年第2期19卷 287-296页

作者：钟敏闫昊明朱耀仲 Institute of Geodesy and Geophysics Chinese Academy of Sciences Wuhan 430077LASG Institute of Atmospheric Physics Chinese Academy of Sciences Beijing 100029 Institute of Geodesy and Geophysics Chinese Academy of Sciences Wuhan430077

The atmospheric angular momentum (AAM) functions in terms of contribution to polar wobble and length of day change, are calculated from the output data of GSM9603 global circulation model (GCM) of Japan Meteorological Agency (JMA), from the reanalysis data of the National Centers for the Environmental Prediction (NCEP)/National Center for Atmospheric Research (NCAR), and from the operational objective analysis data of JMA, respectively. The comparison shows that during the period from 1985 to 1995, the values of the pressure terms in the equatorial components of AAM functions calculated from three data sets agree with each other better along 90°E longitude than along Greenwich meridian direction. The axial component of relative AAM function estimated from GSM 9603 agrees well with those from the other two data sets in terms of seasonal variations with the moderate amplitudes, but not so well with the composite axial component of relative AAM functions estimated from 23 GCM models anticipating in the first phase of AMIP. In addition, its interannual variation from 1979 to 1996 shows the main characteristics of ENSO evolution, just as does the axial component of relative AAM function estimated from NCEP reanalysis data except for the period of anomalous ENSO from 1991 to 1993.

关键词： Atmospheric Model Inter–comparison Project (AMIP) Atmospheric Angular Momentum (AAM) Earth rotation

1950～2003年日长近120天准周期振荡和厄尔尼诺现象

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武汉大学学报（信息科学版） 2003年第6期28卷 703-705页

作者：江敏钟敏闫昊明中国科学院测量与地球物理研究所武汉市徐东路174号430077

介绍了小波振幅分析方法和小波振周谱分析方法的解析表达 ,然后利用小波振幅分析方法研究了195 0～ 2 0 0 3年日长近 12 0d准周期振荡的时频规律 (国际地球自转中心提供的 196 2～ 2 0 0 3年的日长变化以及根据美国环境预测中心提供的... 详细信息

介绍了小波振幅分析方法和小波振周谱分析方法的解析表达 ,然后利用小波振幅分析方法研究了195 0～ 2 0 0 3年日长近 12 0d准周期振荡的时频规律 (国际地球自转中心提供的 196 2～ 2 0 0 3年的日长变化以及根据美国环境预测中心提供的大气角动量换算的 195 0～ 2 0 0 3年大气激发的日长变化 )。此外 ,还利用小波振周谱分析方法研究了同一时段内厄尔尼诺 3、4区海水温度异常年际变化的时频特征 ,并将它与日长近12

关键词：厄尔尼诺小波振幅分析海水表面温度异常日长变化准周期振荡时频

基于区域滤波的GOCE稳态海面动力地形和地转流

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地球物理学报 2015年第5期58卷 1535-1546页

作者：白希选闫昊明朱耀仲彭鹏中国科学院测量与地球物理研究所大地测量与地球动力学国家重点实验室武汉430077 中国科学院大学北京100049

基于频域法,利用最新的GOCE卫星重力场模型和卫星测高数据计算了稳态海面动力地形.结合海洋表层漂流浮标的观测结果,对稳态海面动力地形进行了最优空间滤波尺度分析,给出了区域、纬度带和全球稳态海面动力地形的最优空间滤波尺度因子.... 详细信息

基于频域法,利用最新的GOCE卫星重力场模型和卫星测高数据计算了稳态海面动力地形.结合海洋表层漂流浮标的观测结果,对稳态海面动力地形进行了最优空间滤波尺度分析,给出了区域、纬度带和全球稳态海面动力地形的最优空间滤波尺度因子.在此基础上,给出了全球和区域地转流.结果表明:在中高纬度和全球区域,可以分别获得空间尺度优于102km和127km的稳态海面动力地形信息.与海洋表层漂流浮标对比可知,在强流区域,采用稳态海面动力地形得到的地转流速可以解释观测浮标流速的70%;在中高纬度区域,由GOCE重力场得到的地转流略优于对应的GRACE结果;在近赤道区域,由GOCE重力场得到的地转流精度略低于对应的GRACE结果;在北大西洋和阿古拉斯强流区域,由GOCE得到的地转流场明显优于对应的GRACE结果,其精度分别提高了16%和24%.

关键词：稳态海面动力地形地转流频域法漂流浮标滤波尺度

全球水质量迁移对海平面空间模式周年变化的影响

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地球物理学报 2013年第3期56卷 824-833页

作者：彭鹏朱耀仲钟敏闫昊明康开轩中国科学院测量与地球物理研究所大地测量与地球动力学国家重点实验室武汉430077 中国科学院大学北京100049 中国地震局地震研究所(地震大地测量重点实验室) 武汉430071

大气、陆地水和海洋之间的水质量迁移对海平面的影响一般假定为均匀薄层分布.但实际上,水质量负荷重新分布一方面会使地壳产生形变,另一方面会引起重力位势场变化(引力位和离心力位),这都会对海平面时空变化特征产生影响,两方面之和称... 详细信息

大气、陆地水和海洋之间的水质量迁移对海平面的影响一般假定为均匀薄层分布.但实际上,水质量负荷重新分布一方面会使地壳产生形变,另一方面会引起重力位势场变化(引力位和离心力位),这都会对海平面时空变化特征产生影响,两方面之和称为负荷自吸引效应(SAL).海洋模式模拟的时变洋底压力结果一般符合Boussinesq假设即体积守恒,忽略了大气、陆地水和海洋之间水质量交换的影响.本文基于海平面变化方程,联合陆地水模型、大气地表气压模型、海洋洋底压力模型和GRACE反演的冰川质量变化,详细讨论了2003—2010年SAL对海平面周年变化的影响.主要结论有:(1)SAL对全球海平面周年变化有显著影响,振幅在1.3～19mm.其中近海岸和低纬度区域受影响较大.(2)在SAL引起的海平面周年振幅变化的因素中,陆地水储量变化因素最大,大气因素次之,非潮汐海洋影响最小.但非潮汐海洋对海平面周年相位空间变化的影响最为复杂.(3)通过与国际长期验潮站观测数据结果比较,在ECCO海洋模式估计的洋底压力结果中引入SAL,能多解释约5.3%观测信号方差.

关键词：自吸引效应洋底压力验潮站海平面地球自转效应 GRACE