青海省建設(shè)網(wǎng)站企業(yè),重慶森林經(jīng)典臺詞梁朝偉,網(wǎng)絡(luò)設(shè)計的關(guān)鍵是什么,上海專業(yè)網(wǎng)站營銷摘要#xff1a;水循環(huán)過程在全球氣候系統(tǒng)中扮演著核心角色#xff0c;其變化直接影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、能源供給以及生態(tài)環(huán)境安全。然而#xff0c;傳統(tǒng)的水文觀測手段主要依賴地面水文站網(wǎng)#xff0c;空間覆蓋有限#xff0c;難以在全球范圍內(nèi)實現(xiàn)一致性監(jiān)測。自 2002 年發(fā)射的…摘要水循環(huán)過程在全球氣候系統(tǒng)中扮演著核心角色其變化直接影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、能源供給以及生態(tài)環(huán)境安全。然而傳統(tǒng)的水文觀測手段主要依賴地面水文站網(wǎng)空間覆蓋有限難以在全球范圍內(nèi)實現(xiàn)一致性監(jiān)測。自 2002 年發(fā)射的 GRACE 衛(wèi)星任務(wù)開創(chuàng)了利用重力測量監(jiān)測地球質(zhì)量變化的新模式為研究陸地水儲量、冰川融化、海平面上升以及地下水變化等問題提供了前所未有的觀測手段。作者Bob(原創(chuàng))項目概述水循環(huán)過程在全球氣候系統(tǒng)中扮演著核心角色其變化直接影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、能源供給以及生態(tài)環(huán)境安全。然而傳統(tǒng)的水文觀測手段主要依賴地面水文站網(wǎng)空間覆蓋有限難以在全球范圍內(nèi)實現(xiàn)一致性監(jiān)測。自 2002 年發(fā)射的 GRACE 衛(wèi)星任務(wù)開創(chuàng)了利用重力測量監(jiān)測地球質(zhì)量變化的新模式為研究陸地水儲量、冰川融化、海平面上升以及地下水變化等問題提供了前所未有的觀測手段。GRACE 衛(wèi)星通過雙星編隊的距離變化來反演地球重力場其結(jié)果以球諧系數(shù)形式發(fā)布。由于觀測誤差和反演過程的限制原始重力場解包含條帶噪聲和高階噪聲需要通過濾波和截斷等方法進(jìn)行處理。經(jīng)過適當(dāng)?shù)臑V波與 Love 數(shù)修正后可以將重力異常轉(zhuǎn)換為等效水厚Equivalent Water Height, EWH從而估算全球和區(qū)域的水儲量變化。近年來GRACE 數(shù)據(jù)已廣泛應(yīng)用于全球及區(qū)域的水文與氣候研究。例如研究者利用 GRACE 監(jiān)測了格陵蘭和南極冰蓋的質(zhì)量損失評估了中國北方地下水的過度開采并在流域尺度上分析了干旱與洪澇的水文響應(yīng)。盡管已有大量應(yīng)用研究但如何在科研與教學(xué)中高效、直觀地實現(xiàn) GRACE 數(shù)據(jù)的處理與分析仍然是一個重要課題。本文基于 Matlab 平臺構(gòu)建了 GRACE 數(shù)據(jù)處理的一體化流程包括重力場系數(shù)讀取、均值去除、去相關(guān)濾波與高斯濾波、球諧合成和格網(wǎng)化以及趨勢與季節(jié)項擬合。通過對 2004—2010 年 GRACE 月解數(shù)據(jù)的處理系統(tǒng)展示了全球水儲量變化的時空特征。研究不僅驗證了 GRACE 數(shù)據(jù)在水文監(jiān)測中的可靠性也為今后的水文與氣候應(yīng)用提供了可復(fù)用的方法框架。系統(tǒng)設(shè)計本系統(tǒng)基于 GRACE 衛(wèi)星重力數(shù)據(jù)與球諧分析方法實現(xiàn)全球總水儲量變化TWS, 等效水厚的估算與分析。系統(tǒng)架構(gòu)包括 數(shù)據(jù)讀取、系數(shù)預(yù)處理、球諧合成和結(jié)果分析與可視化 四個模塊。圖1 系統(tǒng)整體流程圖硬件配置該系統(tǒng)硬件配置如上如果您的電腦配置低于下述規(guī)格運行速度可能會與本系統(tǒng)的存在差異請注意。表1 惠普(HP)暗影精靈10臺式整機配置(系統(tǒng)硬件配置)軟件環(huán)境對本實驗所需的各類軟件及工具的基本信息進(jìn)行了清晰匯總。表2 系統(tǒng)軟件配置(真實運行環(huán)境)運行展示運行main.m圖2 gravity anomalies重力異常由 GRACE 球諧系數(shù)合成的重力擾動δg單位 m/s2或 mGal。藍(lán)色區(qū)域表示重力減弱質(zhì)量虧損紅色區(qū)域表示重力增強質(zhì)量增加?？梢钥吹侥厦?、非洲和東南亞等地區(qū)存在顯著的質(zhì)量虧損而亞洲中部和印度一帶表現(xiàn)為質(zhì)量增加反映了區(qū)域性水儲量的時空變化。圖3 total water storage總水儲量通過球諧合成并結(jié)合 Love 數(shù)修正得到的等效水厚 (EWH)單位 mm。藍(lán)色區(qū)域表示水儲量下降干旱或冰川消融紅色區(qū)域表示水儲量上升降水增加或蓄水。從圖中可見亞馬遜流域、剛果盆地、印度恒河流域存在明顯的水儲量波動與全球主要水文循環(huán)區(qū)相一致。圖4 geoid variations大地水準(zhǔn)面變化根據(jù) GRACE 數(shù)據(jù)反演得到的大地水準(zhǔn)面高變化單位米。該量反映了地球重力場時變導(dǎo)致的參考橢球面高程起伏。藍(lán)色區(qū)域?qū)?yīng)水質(zhì)量虧損導(dǎo)致的大地水準(zhǔn)面下降紅色區(qū)域?qū)?yīng)水質(zhì)量增加導(dǎo)致的水準(zhǔn)面上升。結(jié)果與 TWS 分布高度一致驗證了 GRACE 在質(zhì)量遷移監(jiān)測中的可靠性。