GRACE重力卫星在陆地水储量变化监测中的应用
利用GRACE研究我国四大流域陆地水储量循环周期
利用GRACE研究我国四大流域陆地水储量循环周期丁一航;黄丁发;姜中山;罗晨曦;汤伟尧【期刊名称】《大地测量与地球动力学》【年(卷),期】2018(038)006【摘要】A modified EEMD method is applied to the GRACE derived terrestrial water storage time series of the four basins.Through this means,various periods of hydrological cycle are captured for these basins,indicating that GRACE derived TWS changes contains lots of cycles.Consequently,the Yangtze,Yellow,Huaihe and Pearl river basins have periods of 3.05,2.37,2.37,2.13 years,respectively.%利用改进的EEMD方法对我国四大流域GRACE水储量时序进行分解,得到不同频率的信号分量.结果表明,流域水储量变化信号具有多种周期特性,长江、黄河、淮河和珠江流域的水储量变化序列中分别存在3.05 a、2.37a、2.37a和2.13a的水循环周期.【总页数】6页(P603-608)【作者】丁一航;黄丁发;姜中山;罗晨曦;汤伟尧【作者单位】西南交通大学地球科学与环境工程学院,成都市高新区西部园区,611756;西南交通大学地球科学与环境工程学院,成都市高新区西部园区,611756;西南交通大学地球科学与环境工程学院,成都市高新区西部园区,611756;西南交通大学地球科学与环境工程学院,成都市高新区西部园区,611756;西南交通大学地球科学与环境工程学院,成都市高新区西部园区,611756【正文语种】中文【中图分类】P312【相关文献】1.利用新版GRACE时变模型反演珠江流域陆地水储量变化 [J], 陈智伟; 张兴福; 冉将军; 胡波; 周波阳2.利用GRACE模型反演长江流域陆地水储量的变化 [J], 王微;李伟伟;王奉伟3.联合GRACE与GRACE-FO反演2002～2020年长江流域陆地水储量变化 [J], 禤键豪;陈智伟;张兴福;梁呈豪;吴博4.GRACE/GRACE-FO空窗期的陆地水储量变化数据间断补偿:以全球典型流域为例 [J], 徐鹏飞;蒋涛;章传银;芮明胜;刘宇5.基于GRACE重力卫星的珠江流域陆地水储量时空变化研究 [J], 熊景华;王兆礼因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
211057242_海河平原地下水储量变化的重力卫星反演和流域水量平衡
２０２３年３月水 利 学 报ＳＨＵＩＬＩ ＸＵＥＢＡＯ第５４卷 第３期文章编号：０５５９－９３５０（２０２３）０３－０２５５－１３收稿日期：２０２２－０９－１６；网络首发日期：２０２３－０２－２０网络首发地址：ｈｔｔｐｓ：??ｋｎｓ．ｃｎｋｉ．ｎｅｔ?ｋｃｍｓ?ｄｅｔａｉｌ?１１．１８８２．ＴＶ．２０２３０２１７．１５５３．００２．ｈｔｍｌ基金项目：国家重点研发计划项目（２０２１ＹＦＢ３９００６０４）；国家自然科学基金项目（５２０７９０６５）作者简介：龙笛（１９８２－），博士，教授，主要从事遥感水文水资源研究。
Ｅ－ｍａｉｌ：ｄｌｏｎｇ＠ｔｓｉｎｇｈｕａ．ｅｄｕ．ｃｎ海河平原地下水储量变化的重力卫星反演和流域水量平衡龙 笛１，杨文婷１，孙章丽２，崔英杰１，张才金１，崔艳红１（１．清华大学水沙科学与水利水电工程国家重点实验室，北京 １０００８４；２．成都理工大学地球科学学院，四川成都 ６１００５９）摘要：南水北调工程向华北输水与地下水压采的实施，一定程度改变了海河平原供用水格局，影响了海河平原的地下水储量。
准确监测地下水储量变化是水安全保障和地下水战略储备的基础。
本研究以水资源公报数据为基准，比较了重力卫星（ＧＲＡＣＥ）不同的信号处理方法和相关产品，反演了２００３—２０２０年海河流域总水储量及其平原区地下水储量变化，分析了海河流域２０００—２０１９年供用水结构变化和水量平衡关系，量化了总水储量变化对流域蒸散发估算的影响。
结果表明：ＧＲＡＣＥＪＰＬＭａｓｃｏｎｓ数据反演的海河平原地下水储量变化与水资源公报数据的决定系数最高；２００３—２０２０年海河平原地下水储量总体分３阶段呈下降趋势，２００３—２０１１年、２０１２—２０１５年和２０１６—２０２０年的下降速率分别约为－２３．９±１．３亿ｍ３?ａ、－７５．５±５．３亿ｍ３?ａ、－３７．３±２．６亿ｍ３?ａ；在不考虑海河流域年总水储量变化条件下估算的２００３—２０１９年多年平均蒸散量（５２１ｍｍ?ａ），与考虑年总水储量变化的多年平均蒸散量（５３０ｍｍ?ａ）相差约１０ｍｍ?ａ，但年蒸散量差异最高可达约８０ｍｍ?ａ（２０１４年）。
利用GRACE反演长江流域水储量变化_翟宁
第34卷第4期2009年4月武汉大学学报 信息科学版Geo matics and Informat ion Science of W uhan U niver sity V ol.34N o.4A pr.2009收稿日期:2009 01 20。
项目来源:中国极地科学战略研究基金资助项目;国家测绘局重点项目极地基础测绘保障资助项目。
文章编号:1671 8860(2009)04 0436 04文献标志码:A利用GRACE 反演长江流域水储量变化翟 宁1,2,3 王泽民1,2 伍 岳4 叶聪云5(1 武汉大学中国南极测绘研究中心,武汉市珞喻路129号,430079)(2 极地测绘科学国家测绘局重点实验室,武汉市珞喻路129号,430079)(3 珠海市海洋与渔业环境监测中心,珠海市梅华东路465号,519000)(4 三峡大学三峡库区地质灾害教育部重点实验室,宜昌市大学路8号,443002)(5 武汉大学测绘学院,武汉市珞喻路129号,430079)摘 要:利用G RA CE 重力卫星2003年1月~2006年9月共计43个月的时变重力场数据,反演了长江流域水储量的变化。
结果显示,基于G RA CE 数据的反演结果和CPC 模型符合得相当好;若考虑低阶项的影响,对GR ACE 的反演结果有很明显的改进。
关键词:GR ACE;重力场;长江流域中图法分类号:P228.42长江流域是我国重要的经济政治区域,人口约占全国的1/3,粮食产量约占全国的1/2。
三峡大坝建成后,其发电和防洪能力,为促进我国经济发展和减少国民经济损失,都发挥了重要的作用。
因此监测长江流域水储量变化具有很重要的经济意义。
文献[1 5]的研究表明,利用GRACE 数据采用适当的平滑函数可以反演大尺度的河流流域水储量的季节性变化,并且结果和水文模型符合得相当好,这为更好地监测长江流域水储量的变化提供了新方法。
1 数据处理模型1.1 GRACE 数据反演地球重力场可以用大地水准面来描述。
GRACE重力卫星数据国内应用研究现状综述
GRACE重力卫星数据国内应用研究现状综述彭聪;周兴华;库安邦【期刊名称】《海洋测绘》【年(卷),期】2017(37)6【摘要】为完善深层地球结构和跟踪地球表面的质量变化,结合GRACE重力卫星在高精度地球重力场时变信号观测中的优势,基于GRACE重力卫星数据进行了相应的研究.通过极地高山冰川、地震研究、地球重力场模型反演以及水文应用等方面,概括了GRACE重力卫星及其数据产品的应用现状,归纳了影响GRACE数据反演精度的误差来源并给出相应的处理方法与建议,最后对GRACE卫星数据的深入应用问题进行了讨论和总结,旨在为后续相关应用研究提供一定参考价值.%In order to improve the structure of the deep earth and track the change of the surface quality of the earth,combined with the advantage of GRACE gravity satellite in the observation of high-accuracy earth gravity field,the corresponding research have been made based on the GRACE gravity satellite data.This paper summarized the application status of GRACE satellite and its data products through several aspects like the polar alpine glaciers,earthquakes,earth gravity field inversion and hydrology etc.o,the error sources affecting the inversion accuracy of GRACE data are summarized and the corresponding processing method and advises are given.Finally,the problem of the further application of GRACE gravity satellite data are discussed and summarized,which has a certain reference value for the follow-up research.【总页数】4页(P9-12)【作者】彭聪;周兴华;库安邦【作者单位】山东科技大学测绘科学与工程学院,山东青岛266590;国家海洋局第一海洋研究所,山东青岛266061;国家海洋局第一海洋研究所,山东青岛266061;山东科技大学测绘科学与工程学院,山东青岛266590;国家海洋局第一海洋研究所,山东青岛266061【正文语种】中文【中图分类】P223【相关文献】1.基于GRACE重力卫星数据的黄河流域水储量变化研究 [J], 李洪超;陈琳;王靖;朱曙光2.融合GOCE和GRACE卫星数据的无约束重力场模型Tongji-GOGR2019S [J], 陈鑑华;张兴福;陈秋杰;梁建青;沈云中3.基于GRACE--FO重力卫星数据反演西南地区的水储量变化 [J], 易琳;王柯;钱金菊;王冠;洪丹仪4.基于GRACE重力卫星数据的珠江流域干旱监测 [J], 邓梓锋;吴旭树;王兆礼;李军;陈晓宏5.基于GRACE重力卫星数据监测分析贵州干旱特征 [J], 陈芳;刘绥华;阮欧;罗杰因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
利用GRACE重力测量反演地下水给水度
利用GRACE重力测量反演地下水给水度作者：吴豪等来源：《环球人文地理·评论版》2015年第03期摘要：随着城市的开发与水资源的短缺，地下水资源越来越受到人们的关注与重视，而在水文学的地下水分支中，给水度又是研究一个水系、流域的重要属性，传统的给水度测量方法主要有筒测法、水量平衡法等方法，但是这些方法都费时费力，随着科技的进步亟需一种能够快速大范围高精度的测量蓄水层给水度的新方法。
2002年美国航空航天局与德国航天中心联合发射了用来测量地球的变化的GRACE重力卫星，已经有过的研究表明，通过GRACE卫星发回的数据的处理，能够反演出陆地地下水的蓄水量变化，而通过蓄水量与给水度的关系，又能在对监测井水位的不断观测下得出该地区的地下水的给水度。
本文选取了海河流域作为的研究区，通过研究验证GRACE反演地下水给水度的可行性。
关键词：给水度；重力卫星；海河流域1. 引言地下水是一种重要的自然资源，又是环境构成的基本要素。
它是自然界水循环的重要组成部分，是人类赖以生存和社会发展的重要基础，与人类活动和生存息息相关。
而给水度是水文学中的重要参数，通过给水度，可以分析计算地下水资源的状况，只有客观认知给水度的变化规律以及估测值，才能够正确的对地下水资源进行量化的估算。
对于浅层地下水来说，给水度μ是指在重力的作用下，地下水位下降一定深度后，地下水位附近延长到地球表面的水平面积岩石柱体释放出来的水的体积。
同时它等于容水度减去持水度之差。
在传统的水文学中，有很多方法来确定给水度，常用的有筒测法、水量平衡法和抽水试验法等[1]。
而近几十年以来，在海河流域水资源紧缺的大背景行下，人们通过在海河流域的各个水系与水域的各支流中上游地区修建了大量蓄水工程，来缓解水资源紧缺问题和实现多目标综合兴修水利的目的[4]。
而海河流域断流天数逐年增加，这是由于海河流域的地下水流入与产出极不平衡，因此解决这个平衡就是当务之急，而给水度又是了解海河流域水文性质的一个重要因素，因此本篇文章主要简述一个从GRACE数据反演海河流域给水度的新方法。
GRACE重力卫星揭示的水储量季节性变化
GRACE重力卫星揭示的水储量季节性变化叶叔华; 平劲松; 苏晓莉; 黄倩【期刊名称】《《航天器工程》》【年(卷),期】2010(000)004【摘要】利用覆盖时间段为2004年1月至2009年10月共70个月的美国NASA和德国DLR联合研制的"重力场恢复与气候实验"卫星(GRACE)时变重力场数据,估计了非洲、中国以及亚马逊流域水储量的季节性变化。
结果表明:非洲北部、南部、中国南部、亚马逊流域水储量变化的季节性幅度分别为10.5cm±2.1cm、16.2cm±2.9cm、8.3cm±1.5cm、30.5cm±5.6cm。
研究证实了GRACE重力卫星在监测水质量变化,乃至于一个相对较小的区域的水质量变化方面的潜能。
文章的结果有助于水资源管理以及预防和缓解灾害性事件等工作的决策;此外,改进的以监测地表质量变化、全球性气候改变、灾害性事件等为目标的GRACE类型的探测计划,将促进对水文学、海洋动力学以及地球物理学等的理解。
【总页数】7页(P1-7)【作者】叶叔华; 平劲松; 苏晓莉; 黄倩【作者单位】^p【正文语种】中文【中图分类】P631【相关文献】1.GRACE重力卫星揭示的水储量季节性变化 [J], 叶叔华; 平劲松; 苏晓莉; 黄倩2.基于GRACE--FO重力卫星数据反演西南地区的水储量变化 [J], 易琳;王柯;钱金菊;王冠;洪丹仪3.GRACE重力卫星探究我国华北地区陆地水储量变化 [J], 周志博;刘杰;杨超;李克昭4.GRACE重力卫星探究我国华北地区陆地水储量变化 [J], 周志博;刘杰;杨超;李克昭5.基于GRACE重力卫星的珠江流域陆地水储量时空变化研究 [J], 熊景华;王兆礼因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
区域陆地水储量变化分析
关键词：GRACE；陆地水；质量变化
0 引言
亚马逊流域位于南北洲北部，是世界上流量最大、流域最大、支流最多的河 流。陆地水储量是陆地水变化中的一个重要参量，能够综合反映区域降雨、蒸散 发、径流、地下水及人类开发利用等相关活动。
2002 年发射升空的 GRACE 卫星，以其高时间分辨率及空间分辨率，能够每 月解算一个空间分辨率达到 400km[1]，精度达到 1cm 等效水柱高的时变重力场模型。 GRACE 时变重力场能够监测空间中长尺度的时变信息，对大尺度的质量变化信号 具有较高的敏感性等特点，可探测陆地水和地下水资源变化，在极大程度上弥补 了以上观测手段的不足，为定量研究陆地水的储量变化提供了前所未有的机遇[2]。
数据模型采用了一些新的背景模型，并改善了处理方法[3]。图 1 分别给出了 2003 年 2 月 RL06 版本数据和 RL05 版本数据的全球质量变化（相对于 RL06 版本和 RL05 版本 1 月份数据），可以看出 RL06 数据在未经过任何滤波时，条带误差明显减少。
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terrestrial water storage change (twsc)”
terrestrial water storage change (twsc)”
陆地水储量变化（Terrestrial Water Storage Change，TWSC）是指地球陆地环境内水储量的变化的测量或估计，包括地表水、地下水和土壤湿度。
TWSC在水文学和地球系统科学中是一个重要的参数，它提供了对陆地水资源动态的洞察。
TWSC的变化可能由多种因素引起，包括降水、蒸发、径流以及灌溉和水坝建设等人类活动。
可以使用多种技术来测量或估计TWSC，包括卫星遥感、地面观测和水文模型等。
基于卫星的方法，如重力恢复与气候实验（GRACE）及其后续任务GRACE-FO，通过测量地球重力场的变化，反映了陆地水储量的变化，从而在全球范围内监测TWSC发挥了至关重要的作用。
理解TWSC对于评估区域和全球水资源可用性、监测干旱和洪涝、研究水资源管理以及探究气候变化对水循环的影响至关重要。
通过监测和分析TWSC，科学家和决策者能够做出明智的决策，更好地管理和保护各种社会经济和生态需求所需的水资源。
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ｔ ’ 引 百 ＧＲ ＡＣ Ｅ重力卫 星是 由美 国和 德 国联 合 研 发 ，
于２ ０ ０ ２年 ３月 １ ７ 日于俄 罗 斯北 部 的 普 列谢 茨 克
基地（ Ｐ ｌ ｅ ｓ ｅ ｔ ｓ ｋ ） 发 射升 空 。Ｇ ＲＡＣ Ｅ重 力 卫 星 的首
美 国喷气 动 力 实 验 室 （ Ｊ Ｐ Ｌ） 负责， 科学数据处理 、
分发 与管 理 由 Ｊ Ｐ Ｌ、 德 克 萨斯 人 学 空 间研 究 中心 （ Ｃ Ｓ Ｒ） 和德 国地学 研究 中心 （ Ｇ Ｆ Ｚ ） 共 同承 担 。
增 。该研究 所 提 出 的从 ＧＲ ＡＣ Ｅ卫 星 重力 信 号 中 排除 冰川 均衡 调整 的 巨大干扰 ， 从 而有效 分离 出相 关研 究 的地 区水储 量变 化及其 趋势 ， 所 给出 的结果 有利 于 了解北 美北 欧 当前 知 之甚 少 的区 域水 储 量 变化 趋 势 ， 进 一步 显示 了卫 星重力 探测地 球 系统质
量变 化 与迁移 的 巨大能 力 。 Ｇ ＲＡＣ Ｅ卫 星数 据在 国 内也得 到 一 些应 用 ， 由
ｌ 在 国 内外 水 储 量 变 化 监 测 应 用 中
的研 究 现 状
２ ０ ０ ２年 欧 美 发 射 的 重 力 恢 复 和 气 候 实 验
（ Ｇ ＲＡＣ Ｅ） 卫星 在探 测 陆 地 水储 量变 化 、 冰雪 消 融
的现今 物质平 衡 信 号 ， 因此 ， 在 这些 地 区 的相 关研 究 一 直没有 取 得 进 展 。２ ０ １ ２年 ， 中科 院 测 量 与 地 球 物 理研究 所 汪汉 胜研 究 员 及 其 负 责 的研 究 团 队 与 加拿 大卡 尔加 里大学 胡 百卓教 授 、 瑞典 国土测量 局 Ｈｏ ｌ ｇ ｅ ｒ Ｓ ｔ ｅ ｆ ｆ ｅ ｎ博 士合作 ， 对 冰川 均衡 调 整理论 进 行 深入 研 究 ， 首 次 提 出 了 ＧＲ ＡＣ Ｅ联 合 Ｇ Ｐ Ｓ观
关 键词 ： ＧＲ ＡＣ Ｅ重 力卫 星 ； 空间分辨 率 ； 水 储 量 变 化
中图分 类号 ： Ｐ ２ ２ ８ ． ４
文献 标志 码 ： Ａ
文章编 号 ：１ ０ ０ ８ — ９ ２ ６ ８ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ５ — ０ ０ ８ ３ — ０ ５ 由于古 冰盖 的 消融 ， 导 致 现 今 地壳 回弹 、 地 幔 物质 回流 ， 这 种 冰川均 衡调 整 引起 的质量增 加在 卫星重
范云峰
（ 河南省有色金属地质矿产局第一地质大 队， 河南 郑 州 ４ ５ ０ ０ １ ６ ）
摘 要 ：介绍 了 ＧＲ ＡＣ Ｅ重 力卫 星 ， 并对 Ｇ ＲＡＣ Ｅ重 力卫 星 数据 在 陆地 水储 量 变化 中的 应 用现 状进 行分 析 ， 总结 了 ＧＲ ＡＣ Ｅ重 力卫星 数据在 陆地水储 量 变化检 测 中的数 据获取 、 计 算 方法和 精度 分析 ， 以及 Ｇｒ ａ ｃ ｅ数据 在 不 同区域 尺度 陆地 水储 量 变化估 算 中的应 用情 况 ， 最后 ， 指出Ｇ ＲＡＣ Ｅ在 水储 量应 用 中的不足 和 未来 的研 究方 向 。
于其空 间分 辨率 的限 制 ， 目前只局 限 于对 中国整个 陆地区域 ， 及 国 内几 个 大 的 典 型 流域 ， 如长江、 黑
河、 及 中 国西 南 区域水储 量 变化 的估算口 ］ 。与 国外
取 得极 大 的成功 ， 但是探测北美、 北 欧 和南 极 地 区 的现今 质量 变化 趋势 却遭 遇严重 的挑 战 。因为 ， 在 末 次 冰期这 些地 区发 育 了巨厚 的冰盖 ， 两万 年 以来
要 科 学任务 是 以高 空 间分 辨 率 和 时 间 分辨 率 获 取 地 球 重力场 的 时变信 息 ， 从 而为 地球 系统 内 的物 质 迁移 提供前 所 未有 的约 束 ； ＧＲ ＡＣ Ｅ 的第 二个 科 学 任务 是利用 ＧＰ Ｓ无线 电掩 星技 术探 测大 气 层 和 电
离层 。
同行对 比， 国 内的 ＧＲ ＡＣ Ｅ研 究无 论深 度和 广度都
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ３ － ０ ７ － ２ ８
联 系人 ：范 云 峰 Ｅ － ｍａ ｉ ｌ ：１ ４ ９ ６ ０ ６ ３ ２ ８ ＠ｑ ｑ ． ｃ ｏ ｎ ｒ
８ ４ 还 比较 欠 缺 。
全
球
定
位 系 统
第３ ８卷
化， 并 利用 张掖地 区 ２ ３口地下 水 测 井数 据 对 地下 水反 演结果 进行 了初步 验证 。研 究结果 表 明 ： ①黑
翟宁 ， 王泽 民 ， 伍岳， 叶 聪云等利 用 Ｇ ＲＡＣ Ｅ反
演 长江流 域水储 量变 化 。其 采用 的数 据是 Ｃ Ｓ Ｒ提
供的 Ｒ Ｌ ０ ４从 ２ ０ ０ ３年 １月 ～ ２ ０ ０ ６年 ９月 Ｇ ＲＡＣ Ｅ
第３ ８卷
第 ５期 Байду номын сангаас
全 球 定 位 系 统
Ｇ Ｎ ＳＳ Ｗ ｏｒ ｌ ｄ ｏｆ Ｃ ｈＩ ｎａ
２ ０ １ ３年 １ Ｏ月
Ｖｏ １ ． ３ ８， Ｎｏ ． ５ Ｏｃ ｔ ｏｂ ｅ ｒ 。 ２ ０１ ３
ＧＲ ＡＣ Ｅ重 力 卫 星在 陆地 水 储 量 变 化 监 测 中 的 应 用
测 网络分 离现今 物质 平衡 信号 的有 效途径 ， 在北 美 中部 的加拿 大 大草 原 （ 艾伯塔 、 萨 斯 喀 彻 温和 马 尼
托 巴省） 、 五大湖地 区， 发 现 过 去 十 年 陆 地 水 量 剧
在轨期 间 ， Ｇ ＲＡＣ Ｅ能够 提 供 时变 的地 球重 力
场 的月解 。ＧＲＡ Ｃ Ｅ重力卫星计划的工程管理 由
河流 域 陆地 水储 量整体 上呈现 减少趋 势 ， 与该流域 气候 变化 和 Ｃ Ｐ Ｃ水文模 型 的计 算结果 具 有较 好 的
一
所 测得 的共 ４ ３个 近似 月 平 均 时变 重 力场 模 型 ， 并 且 采用 Ｃ ｈ ｅ ｎ ｇ等提供 的 根据 激 光 测卫 得 到 的 Ｃ ２ ０