一种基于GRACE重力卫星的陆地水储量变化组合新模型

作者：李昭; 鲁杨; 姜卫平; 陈渠森; 陈华; 叶世榕; 赖山东

来源：武汉大学学报(信息科学版), 2023, 48(07): 1180-1191.

DOI：10.13203/j.whugis20230201

• GRACE时变重力场
• 陆地水储量变化
• 组合新模型
• GLDAS
• MERRA-Land

利用重力卫星监测全球水储量变化，有助于应对全球气候变化、防灾减灾等挑战，具有重要的科学意义。国际上已发布了多个系列的重力恢复和气候实验(gravity recovery and climate experiment,GRACE)时变重力场模型，但是不同机构提供的模型之间存在差异，而且精度参差不齐。研究基于不同卫星重力场模型的陆地水储量变化（terrestrial water storage change, TWSC）组合新方法，有利于扬长避短，进一步提高TWSC的估计精度。采用方差分量估计、熵权法和变异系数法，针对5种GRACE时变重力场反演获得的TWSC开展组合研究。结果表明，3种TWSC组合新模型都能够显著减小不同时变重力场反演的TWSC之间的差异，而且信噪比与美国喷气动力实验室模型相比提高了约58%。组合前后全球TWSC趋势最大差异由0.011 cm/月下降到0.001 cm/月，最大水振幅差异由0.95 cm/月减小为0.21 cm/月，1°×1°空间分辨率下TWSC随经纬度方向变化的标准差差异同样由超过20 cm2降低到3 cm2以下。组合模型与水文模型的相关性较独立模型最高提升了约50%，由此证实了组合方法可以有效地抑制噪声，显著提高TWSC结果的精度，是一种稳定可靠的高精度时变重力场应用新模式，可以为陆地水储量反演等应用研究提供更可靠的数据支撑。

• 单位
  武汉大学