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《全球海平面对大气压变化的响应》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第44卷第3期地球物理学报Vol.44,No.32001年5月CHINESEJOURNALOFGEOPHYSICSMay,2001[文章编号]0001-5733(2001)03-0320-07[中图分类号]P401全球海平面对大气压变化的响应闫昊明朱耀仲(中国科学院测量与地球物理研究所动力大地测量学开放研究实验室,武汉430077)[摘要]利用TOPEX/POSEIDON卫星测高数据来确定海平面对大气压变化全球响应(反变气压计响应)的空间分布和频率特征.采用多元回归方法,得到全球反变气压计响应系数为-0
2、185?0147cm/hPa.在赤道区域,反变气压计响应受平均气压和经向风的影响比较明显.在全球区域,应用希尔伯特(Hilbert)变换和傅里叶变换两种方法,给出反变气压计响应的周期为30)200天.[关键词]反变气压计响应,响应系数,频率特征,振幅.1引言反变气压计响应是一种近似表示海平面对于大气压变化的静态响应过程.此响应酷似一个/反变气压计0,如果表面气压大于(或小于)整个海洋表面上的平均气压,每百帕(hPa)[1]的大气压变化将使海平面局部降低(或升高)约1cm.TOPEX/POSEIDON(T
3、/P)测高卫星的出现为进行这方面的研究提供了精确的海平面变化数据,使这一领域的研究步入到了一个新的阶段.反变气压计响应在中高纬度区域比较理想,在赤道区域相对较弱.目前,反变气压计响应模型已广泛应用于极移、章动、日长变化、地球质心变化、全球大气环流、测高数据改正、VLBI(甚长基线干涉)观测值改正和GPS(全球定位系统)定位[2]改正等方面.随着21世纪的到来,人类越来越关注环境变化,海洋科学的研究将必不可少的要涉及到海洋与大气的相互作用这一领域.因此,更加清楚、详细的了解两者的相互作用,无疑会对今后海洋
4、等环境科学以及天文、大地测量、地球物理等相关学科的发展打下良好的基础.2原始数据及其预处理大气数据来自美国国家大气科学研究中心(NCAR)的大气科学资料数据集(NCEP/NCAR57-96ReanalysisData).其中,1995年1月地面气压有缺测.海平面高采用T/P测高卫星数据,GDR(地球物理数据记录)的记录周数60)149周,对应的时间为1994年[收稿日期]2000-03-07收到,2000-09-05收到修定稿.[基金项目]中国科学院资环局/九五0重点项目(KZ952-S1-401).[
5、作者简介]闫昊明,1974年生,1999年获中国科学院测量与地球物理研究所固体地球物理专业理学硕士学位,主要从事天文地球动力学研究,E-mail:yhm@asch.whigg.ac.cn3期闫昊明等:全球海平面对大气压变化的响应3215月1日到1996年10月9日.其中,第118周缺测.首先将测高数据和大气压数据归算到相同时空网格(215b@215b@10天)上,再去除每一个网格点上的平均值,最后对残差值用Vondrak方法进行平滑.对于缺测数据,采用线性插值方法,使之成为连续的时空数据.反变气压计响应
6、的数学模型为H=A(p-p)+e,(1)图1海洋上的平均气压(1994年5月)1996年10月)式中H为海平面高,p为表面气压,p是Fig.1Averageatmospherepressureover全球海洋上的表面气压均值,A是所求响theocean(1994-05)1996-10)应系数,它的理论值为-1cm/hPa,e代表随机误差.在公式(1)中p是一个非常重要的参数,为此首先对p进行分析.图1给出了1994年5月到1996年10月海洋上的平均大气压随时间的变化.图1中,全球海洋上的平均季节气压变
7、化比较小,且有明显的变化特征,其标准差只有017hPa.图2给出了表面气压相对于海洋上的平均大气压的标准差分析,可见大气压的变化具有明显的规律性,随着纬度值的增加,大气压标准差的变化也在增加.在赤道区域,大气压变化的标准差几乎为0,而到中高纬度区域,则增大到了8)10hPa.海平面变化的标准差与大气压变化的标准差具有类似的分布,在中高纬度区域,其变化值为8)10cm.因此海平面变化与大气压变化之间存在着正比关系,其比例系数接近A的理论值.由图1可见,大气压年均值的标准差只有017hPa,只占小于中高纬度
8、区域表面气压变化标准差的10%.因此,在中高纬度区域,可以把平均气压看成是常数,而在赤道区域则要考虑平均气压随时间的变化.由于表面气压标准差在赤道区域变化非常小,平均气压的变化相对来讲就比较大,平均气压微小的变化将影响反变气压计响应在赤道区域的系数值.此图2大气压变化标准差(等高线间隔为2hPa)Fig.2Standarddeviationofpressure(contourintervalis2hPa)322地球物理学报44卷外,海平面或
