• Glacier mass balance in High Mountain Asia inferred from a GRACE release-6 gravity solution for the period 2002–2016

    分类: 地球科学 >> 地理学 提交时间: 2021-04-22 合作期刊: 《干旱区科学》

    摘要: We provide estimates of glacier mass changes in the High Mountain Asia (HMA) area from April 2002 to August 2016 by employing a new version of gravity solutions of the Gravity Recovery and Climate Experiment (GRACE) twin-satellite mission. We found a total mass loss trend of the HMA glaciers at a rate of –22.17 (±1.96) Gt/a. The largest mass loss rates of –7.02 (±0.94) and –6.73 (±0.78) Gt/a are found for the glaciers in Nyainqentanglha Mountains and Eastern Himalayas, respectively. Although most glaciers in the HMA area show a mass loss, we find a small glacier mass gain of 1.19 (±0.55) and 0.77 (±0.37) Gt/a in Karakoram Mountains and West Kunlun Mountains, respectively. There is also a nearly zero mass balance in Pamirs. Our estimates of glacier mass change trends confirm previous results from the analysis of altimetry data of the ICESat (Ice, Cloud and Land Elevation) and ASTER (Advanced Spaceborne Thermal Emission and Reflection Radiometer) DEM (Digital Elevation Model) satellites in most of the selected glacier areas. However, they largely differ to previous GRACE-based studies which we attribute to our different post-processing techniques of the newer GRACE data. In addition, we explicitly show regional mass change features for both the interannual glacier mass changes and the 14-a averaged seasonal glacier mass changes. These changes can be explained in parts by total net precipitation (net snowfall and net rainfall) and net snowfall, but mostly by total net radiation energy when compared to data from the ERA5-Land meteorological reanalysis. Moreover, nearly all the non-trend interannual mass changes and most seasonal mass changes can be explained by the total net radiation energy data. The mass loss trends could be partly related to a heat effect due to increased net rainfall in Tianshan Mountains, Qilian Mountains, Nyainqentanglha Mountains and Eastern Himalayas. Our new results for the glacier mass change in this study could help improve the understanding of glacier variation in the HMA area and contribute to the study of global change. They could also serve the utilization of water resources there and in neighboring areas.

  • GRACE-FO 单星模糊度固定及 精密定轨研究

    分类: 天文学 >> 天文学 提交时间: 2023-06-07 合作期刊: 《天文学进展》

    摘要: 利用载波相位偏差产品对卫星端硬件偏差进行改正,采用星间单差消除接收机端偏差;结合对应的 GPS 精密轨道和钟差产品,依次固定宽巷和窄巷模糊度,然后得到基于整数解的无电离层组合模糊度,再利用虚拟观测值对非差无电离层模糊度进行约束,最终得到固定解轨道。同时,利用载波相位残差值开展星载天线相位中心变化 (PCV) 在轨估计,以进一步提升定轨精度。分别利用欧洲定轨中心 (CODE)、法国空间研究中心 (CNES) 和武汉大学 (WHU) 发布的 GPS 精密轨道、钟差和相位偏差产品,对 GRACE-FO 卫星进行模糊度固定和精密定轨,评估不同机构产品的性能。结果表明:天线 PCV 改正能够有效减小载波相位残差,提升定轨精度;采用不同机构产品的 GRACE-FO 卫星宽巷模糊度固定率均优于 99%,窄巷模糊度固定率优于 95%;对基于 CODE, CNES 和 WHU 产品的 GRACE-FO 卫星精密定轨结果进行评估,与JPL精密轨道相比,固定解轨道三轴平均精度优于 7.0 mm;SLR 测距残差 RMS 值分别优于9.6, 10.7 和 9.1 mm;与 KBR 星间测距值相比,利用固定解轨道计算的星间距离精度分别优于1.8, 2.3 和 2.1 mm。利用不同机构产品解算的 GRACE-FO 卫星轨道整体差异小于 2 mm。

  • 基于GRACE卫星数据的中国陆地水储量变化和影响因素分析

    分类: 地球科学 >> 地理学 提交时间: 2023-09-27 合作期刊: 《干旱区地理》

    摘要: 掌握陆地水储量变化的空间分布特点和变化情况,了解其变化的原因有助于水资源的可持续性综合管理。以中国陆地为研究区域,基于重力恢复和气候实验(GRACE)卫星反演得到的陆地水储量变化数据,使用曼-肯德尔法(Mann-Kendall,M-K)趋势检验和经验正交函数(EOF)分析了陆地水储量变化的趋势以及时空变化特征,并选择了包括气象、下垫面和社会经济3个方面的10个影响因子,即气温、降水、标准化降水蒸散发指数(SPEI)、不透水层占比、水体占比、归一化植被指数(NDVI)、高程、坡度、国内生产总值和人口,利用地理探测器、皮尔逊(Pearson)相关分析和随机森林3种方法综合分析其与陆地水储量变化的关系。结果表明:松花江、嫩江和松嫩平原附近以及柴达木盆地-长江-东南沿海条带上陆地水储量变化显著增加,中国西南以及新疆-黄土高原-华北平原条带上陆地水储量变化显著减少,从高纬度到低纬度呈现出高-低-高-低的变化特点。整体而言,气象因素对陆地水储量变化的解释力最强,其次是社会经济因素和下垫面因素,其中降水量是引起陆地水储量变化的主要因素。月陆地水储量变化对降水量、温度、SPEI和NDVI响应存在滞后性,且陆地水储量变化对降水量和SPEI以1个月滞后为主,对温度和NDVI的响应以无滞后(即0个月滞后)为主。

  • 基于GRACE数据的黄河流域地下水储量变化 与人口暴露研究

    分类: 地球科学 >> 地理学 提交时间: 2023-02-02 合作期刊: 《干旱区地理》

    摘要: 近年来黄河流域人与水资源矛盾愈发突出,尤其是地下水储量的过度消耗已成为限制该区域人与自然和谐发展的主要矛盾之一。基于重力反演与气候实验卫星数据和全球陆面数据同化系数数据,根据流域水循环与水量平衡原理,测算20032016年黄河流域地下水储量的变化情况,在探究其时空变化特征的基础上,识别了地下水储量下降明显区域的人口暴露度。结果表明:(1)空间分布上,黄河流域地下水储量西多东少,由西向东下降程度不断加剧,且下降区域呈现由下游 向中上游扩散的态势。下降区域主要集中在中东部地区,变化等级以较剧烈减少和剧烈减少为主。(2)时间变化上,20032016年黄河流域地下水储量整体呈下降趋势,年均降幅为5.93 mma-1。其中,20042016年为连续下降,20152016年的下降幅度最大;另外,地下水储量时间变化存在季节效应,地下水储量下降幅度春季最大、冬季次之、秋季再次之、夏季最小。(3)地下水暴露风险状态下的地级市人口密度在空间上呈东高西低、中部交错分布的状态,暴露风险人口密度最大地级市共16个;地下水储量下降人口累积百分比呈现明显上升的趋势,在2016年达到最大值。研究 结果以期为黄河流域地下水资源可持续利用提供科学参考。