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苏晓莉等用卫星重力数据揭示华北地区陆地水量变化
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《GRACE 卫星重力观测揭示华北地区陆地水量变化》见（《中国科学:地球科学》 2012 年第 6 期）
作者为：中国科学院上海天文台、中国科学院研究生院的苏晓莉，上海天文台的平劲松和
作者为：中国科学院上海天文台、中国科学院研究生院的苏晓莉，上海天文台的平劲松和
上海市卫星遥感与测量应用中心的叶其欣。
论文使用了GRACE 重力卫星8 年(2002 年8 月至2010 年8 月)的时变重力位资料, 分
析了华北地区陆地水量的月变化, 发现在这段时间内, 这一地区的陆地水储量以-1.1 cm/年 的
趋势在减少。 他们的研究结果表明, 使用13 点滑动平均方法与线性拟合方法得到的华北地区陆地水
量相对长期变化趋势的结果一致。
析了华北地区陆地水量的月变化, 发现在这段时间内, 这一地区的陆地水储量以-1.1 cm/年 的
趋势在减少。 他们的研究结果表明, 使用13 点滑动平均方法与线性拟合方法得到的华北地区陆地水
量相对长期变化趋势的结果一致。
文章还利用美国气象预报中心的水文模型、全球陆地资料同化系统的数据, 分别估计了华北地区地表
水的变化, 两者得到的地表水变化与GRACE 结果均符合较好, 从而可以得到该地区地下水的变化趋
势。 在这八年的时段内, 华北地区的地表水、地下水分别以每年0.6 厘米和0.5厘米的速率减少。
这些研究人员认为，华北地区降雨量减少, 与地下水超采很可能是造成地下水减少的主要因素。
论文中所说的华北，包括北京、天津、河北、山东和河南5 省(市)，经纬度范围是：
北纬31°23′到42°37′N,东经 110°22′到122°43′。
要想直观地观察这个“华北”，需要准备小比例尺的全国地图。
文章引用了官方的数据，说华北地下水的超采量达到了１２００亿立方米。
其中，１３点滑动平均方法、线性拟合方法需要简要说明一下。（略）
文章使用的水文模型主要反映了土壤水分变化和积雪变化, 它来自美国国家海洋和大气局
的气象预报中心。 这个水文模型主要是根据全球观测到的降水分布建立, 采用的数据包括每天
和每小时的降水分析结果、太阳辐射分布、地表大气压、潮湿度、温度以及水平风速等。
这个模型的数据从１９４８年１月就开始搜集了。
他们用卫星重力数据计算华北陆地水量变化的原理，依靠的是时变重力位反演地表质量重新分布的基本方
程。方程１９９８年由德国人Wahr J等提出，描述了地表面密度的变化和地球半径、平均密度、地心纬度
程。方程１９９８年由德国人Wahr J等提出，描述了地表面密度的变化和地球半径、平均密度、地心纬度
以及随时间变化的地球重力位的函数关系。月重力位（球谐系数），可以从美国德州大学的空间研究中心
的数据中心获得。
论文绘制了一些图表，显示了华北地区月陆地水量趋势（等效水高）和华北地区月陆地水量的变化等。
他们的图表还显示：
华北地区地下水在2003 年至2008 年初呈现出显著的周期变化, 自2008 年秋天以来, 华北地区的地下
水在逐步累积减少。
文章还认为：2008 年秋季至2009 年春季, 气象记录表明黄河流域普遍干旱少雨, 晋、陕、豫、
鲁等省发生大面积干旱. 这与论文的结果是符合的。
鲁等省发生大面积干旱. 这与论文的结果是符合的。
此前，钟敏, 段建宾, 许厚泽等用接近五年的数据研究对京津冀地区的陆地水量。
https://blog.sciencenet.cn/blog-255-609484.html
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