联合多源数据研究青藏高原及长江流域浅层物质迁移机制
发布时间：2023-02-19 11:53
冰川不仅是自然界中最宝贵的淡水资源,也是全球气候变化的敏感指示器。随着全球气候变暖,山岳冰川大部分持续消融,特别是作为“亚洲水塔”的青藏高原,其冰川变化不仅对河流径流产生重要影响,而且还可揭示青藏高原地区气候模态,因此,研究青藏高原冰川变化对于了解冰川径流及未来气候变化具有重要意义。与此同时,青藏高原为长江流域河流源头,是长江流域的重要给水源。长江流域作为中国重要的经济政治区域中心地带,随着社会经济的快速发展,水资源供求状况将是一个十分突出的制约因素,因此研究长江流域水储量变化及未来水资源可持续利用问题具有科学和现实意义。本文针对传统测量方法(冰川测量、累积面积比方法、水文学方法等)确定冰川质量变化的不足(如时间相对较短,难于对远区冰川测量,依赖于多年间可用冰川质量平衡和水文观测结果等),传统水文观测的局限性(如分辨率低,难以作大尺度大范围精确定量评估),卫星重力-GRACE存在的关键性问题(如时空分辨率低,高阶项噪声大,信号泄漏,难以验证和分离结果及GIA改正)等,系统的研究了联合空间遥感技术和地面观测数据确定地表质量变化的理论模型、实用算法及关键技术,全面分析了其中的关键问题,提出...
【文章页数】：221 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
缩略词
第1章 绪论
1.1 研究背景与意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 地球时变重力场的研究进展
1.2.2 青藏高原冰川质量变化监测的研究进展
1.2.3 长江流域水储量变化的研究进展
1.3 卫星测高与卫星重力技术
1.3.1 卫星测高
1.3.2 卫星重力
1.3.3 SWARM
1.4 本文主要研究内容
第2章 利用GRACE数据反演地表质量迁移的理论与方法
2.1 GRACE数据
2.2 反演方法
2.2.1 位理论法
2.2.2 质量瘤法
2.2.3 点质量模型法
2.2.4 球谐系数拟合法
2.2.5 最优先验模型法
2.2.6 本节小结
2.3 GRACE时变重力场误差分析
2.4 空间平滑
2.4.1 各向同性滤波
2.4.2 各向异性滤波
2.4.3 滑动窗口去相关滤波
2.5 各向异性组合滤波-数值分析
2.5.1 数据来源及预处理
2.5.2 RL05球谐系数误差特性
2.5.3 平滑特性
2.5.4 全球水储量变化速率
2.5.5 本节小结
2.6 信号泄漏
2.6.1 信号分离法
2.6.2 先验模型法
2.6.3 非线性法
2.6.4 四步法
2.6.5 尺度因子法
2.7 GIA改正
2.8 GRACE数据时间序列分析
2.9 本章小结
第3章 利用多核拉格朗日乘数法确定长江流域水储量变化
3.1 多核拉格朗日乘数法
3.1.1 高斯平滑核
3.1.2 最优平均核
3.2 高斯平滑核与多核拉格朗日乘数核对比
3.3 长江流域及主要支流水储量变化
3.3.1 数据来源
3.3.2 数值分析与结论
3.4 利用延迟自回归模型研究长江流域发生洪水的可能性
3.4.1 前置自回归模型
3.4.2 数值分析
3.4.3 本节小结
3.5 基于非季节性水储量不足研究长江流域干旱特性-以中国西南为例
3.5.1 数据和方法
3.5.2 数值分析
3.5.3 本节小结
3.6 长江流域水储量变化与ENSO的相关性分析
3.7 本章小结
第4章 喀喇昆仑山冰川质量变化异常及其成因探讨
4.1 数据处理
4.1.1 遥感影像数据
4.1.2 SRTM
4.1.3 ICESat
4.1.4 GRACE及GPS数据处理
4.1.5 基于水量平衡法确定冰雪质量变化
4.2 数值分析
4.2.1 ICESat冰川高程变化分析
4.2.2 GRACE及GPS垂直位移分析
4.2.3 GPCP降水分析结果
4.2.4 水文站
4.3 原因探究
4.3.1 模型和方法
4.3.2 结果
4.4 本章小结
第5章 青藏高原东部冰川高程变化
5.1 青藏高原东部整个区域冰川高程变化
5.2 各拉丹东冰川高程变化
5.2.1 ICESat
5.2.2 沱沱河镇气象监测站
5.2.3 本节小结
5.3 唐古拉山子区域冰川高程变化
5.4 横断山冰川高程变化
5.5 本章小结
第6章 青藏高原东部冰川消融对长江流域水储量变化的贡献
6.1 相关性分析
6.2 标准化融化因子-NMI
6.2.1 SRM模型
6.2.2 水文观测
6.3 本章小结
第7章 总结与展望
7.1 主要研究内容与成果
7.2 后续研究展望
参考文献
作者简历攻读博士学位期间的主要工作成果
致谢
本文编号：3746169
【文章页数】：221 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
缩略词
第1章 绪论
1.1 研究背景与意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 地球时变重力场的研究进展
1.2.2 青藏高原冰川质量变化监测的研究进展
1.2.3 长江流域水储量变化的研究进展
1.3 卫星测高与卫星重力技术
1.3.1 卫星测高
1.3.2 卫星重力
1.3.3 SWARM
1.4 本文主要研究内容
第2章 利用GRACE数据反演地表质量迁移的理论与方法
2.1 GRACE数据
2.2 反演方法
2.2.1 位理论法
2.2.2 质量瘤法
2.2.3 点质量模型法
2.2.4 球谐系数拟合法
2.2.5 最优先验模型法
2.2.6 本节小结
2.3 GRACE时变重力场误差分析
2.4 空间平滑
2.4.1 各向同性滤波
2.4.2 各向异性滤波
2.4.3 滑动窗口去相关滤波
2.5 各向异性组合滤波-数值分析
2.5.1 数据来源及预处理
2.5.2 RL05球谐系数误差特性
2.5.3 平滑特性
2.5.4 全球水储量变化速率
2.5.5 本节小结
2.6 信号泄漏
2.6.1 信号分离法
2.6.2 先验模型法
2.6.3 非线性法
2.6.4 四步法
2.6.5 尺度因子法
2.7 GIA改正
2.8 GRACE数据时间序列分析
2.9 本章小结
第3章 利用多核拉格朗日乘数法确定长江流域水储量变化
3.1 多核拉格朗日乘数法
3.1.1 高斯平滑核
3.1.2 最优平均核
3.2 高斯平滑核与多核拉格朗日乘数核对比
3.3 长江流域及主要支流水储量变化
3.3.1 数据来源
3.3.2 数值分析与结论
3.4 利用延迟自回归模型研究长江流域发生洪水的可能性
3.4.1 前置自回归模型
3.4.2 数值分析
3.4.3 本节小结
3.5 基于非季节性水储量不足研究长江流域干旱特性-以中国西南为例
3.5.1 数据和方法
3.5.2 数值分析
3.5.3 本节小结
3.6 长江流域水储量变化与ENSO的相关性分析
3.7 本章小结
第4章 喀喇昆仑山冰川质量变化异常及其成因探讨
4.1 数据处理
4.1.1 遥感影像数据
4.1.2 SRTM
4.1.3 ICESat
4.1.4 GRACE及GPS数据处理
4.1.5 基于水量平衡法确定冰雪质量变化
4.2 数值分析
4.2.1 ICESat冰川高程变化分析
4.2.2 GRACE及GPS垂直位移分析
4.2.3 GPCP降水分析结果
4.2.4 水文站
4.3 原因探究
4.3.1 模型和方法
4.3.2 结果
4.4 本章小结
第5章 青藏高原东部冰川高程变化
5.1 青藏高原东部整个区域冰川高程变化
5.2 各拉丹东冰川高程变化
5.2.1 ICESat
5.2.2 沱沱河镇气象监测站
5.2.3 本节小结
5.3 唐古拉山子区域冰川高程变化
5.4 横断山冰川高程变化
5.5 本章小结
第6章 青藏高原东部冰川消融对长江流域水储量变化的贡献
6.1 相关性分析
6.2 标准化融化因子-NMI
6.2.1 SRM模型
6.2.2 水文观测
6.3 本章小结
第7章 总结与展望
7.1 主要研究内容与成果
7.2 后续研究展望
参考文献
作者简历攻读博士学位期间的主要工作成果
致谢
本文编号：3746169
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