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水文大地测量涉及的概念梳理

已有 5355 次阅读 2022-5-29 14:49 |个人分类:水文大地测量|系统分类:科研笔记

水文大地测量主要利用GRACE和GNSS空间大地测量手段研究地表水,阅读文献、编写程序定量计算都经常会遇到各种概念,进行一些相关概念梳理:

1、等效水高/厚度(Equivalent Water Height,EWH or Equivalent Water Thickness,EWT): volume/area of water thickness

2、陆地水储量(Terrestrial Water Storage,TWS):TWS包括地下水、地表水、土壤水和雪水。

陆地水储量TWS(Terrestrial Water Storage)是指储存在地表以及地下的全部水分,包括积雪、冰川、土壤水、地下水、河流湖泊水以及生物水等,是水循环的重要组成部分。

3、陆地水储量变化(Terrestrial Water Storage Change,TWSC

4、陆地水储量异常(Terrestrial Water Storage Anomaly,TWSA

Anomaly与Change的区别:Anomaly表示的是水的相对量,表示某月份的水相对于基准(比如:一段时间的平均值)多了多少。而Change则不一样,它代表的是水的变化量。Change可以通过Anomaly的时间序列进行计算。Change计算的方式也有几种,具体问题需要具体分析,常用的是使用当月减前月的值(另外也可以使用前月减当月的值等):

image.png

Anomaly的计算通常涉及的是陆地水储量,地下水储量,水库水储量,土壤水储量,雪水当量,植被冠层水(可以理解为相对静态的量);陆地水储量异常(TWSA)是降雨、蒸发和径流等水文过程的综合反映。

而Change通常被用于水量平衡公式,更涉及降水、蒸散发、径流量、调水等(可以理解为一个动态的量)。TWSC不仅包括土壤水、积雪水和植被水,还有地下水和人类活动引起的TWSC变化等;

首师大-张青全:https://blog.csdn.net/qq_34907666/article/details/124411462

5、地面质量异常(Surface Mass Anomaly,SMA):Three ways to express surface mass anomaly(SMA) are provided. They are equivalent water thickness(EWT), equivalent ice thickness(EIT), and equivalent sand thickness(EST). If no equivalent substance is specified, the default is the equivalent water thickness in [mm w.e.].

6、土壤水份/湿度异常(Soil Moisture Anomaly,SMA):土壤水分(或土壤含水量)是植物生长的重要变量,与降水和蒸散发一起是水循环的基本组成部分。Soil Moisture Index

 (SMI): https://edo.jrc.ec.europa.eu/documents/factsheets/factsheet_soilmoisture.pdf

7、Surface Mass Density:定义为物体每单位面积的质量。Area or surface density is the amount of a quantity (often mass) per unit of area. Density=Quantity/Area.面质量密度通常用来测量纸张、织物和其他薄材料的厚度,千克每平方米 (kg/m2) ,比如,研究的等效水厚度,相比于地球直径而且,非常薄的一层等效水厚度,因此,面密度比较适合于此处。

中科院博士-杨鹏:https://blog.sciencenet.cn/blog-1084570-736841.html

水柱高=等效水高

面密度*面积=水柱高*水密度*面积

面密度=水密度*水柱高

水柱高=面密度/水密度

8、地下水储量异常(GroundWater Storage Anomaly,GWSA):陆地水储量变化TWSA主要包括地下水储量变化GWSA、土壤水分变化SMA、表面水变化 SWA(Surface Water Anomaly)、雪 水 当 量 变 化SWEA(Snow Water Equivalent Anomaly)和生物质量变化BMA(BioMass Anomaly),其中生物质量变化对陆地水储量变化影响极小,可忽略不计。

SMA、SWA和SWEA可以分别从GLDAS Noah v2.1可以提取土壤水分、植物冠层水、雪水当量。

人民长江-张昊 2021:http://www.rmcjzz.com/CN/10.16232/j.cnki.1001-4179.2021.10.016

9、土地含水量(Land Water Content,LWC):

% 65:WEASD :Accum Snow : kg/m^2

% 86:SoilMoist1 :Average layer 1 soil moisture : kg/m^2

% 86:SoilMoist2 :Average layer 2 soil moisture : kg/m^2

% 86:SoilMoist3 :Average layer 3 soil moisture : kg/m^2

% 86:SoilMoist4 :Average layer 4 soil moisture : kg/m^2

% 071 Canopint Total canopy water storage [kg/m^2]

GLDAS:https://grace.jpl.nasa.gov/data/get-data/land-water-content/

The grids of total water content every 3 hours were averaged over nominal months. The time-averaged grid Jan-2003 to Dec-2007 was then subtracted from all the individual monthly grids.

GLDAS-NOAH.TWS.MManom_sample

Monthly terrestrial water storage anomaly (here: 07/2011) from the GLDAS-NOAH model.




https://blog.sciencenet.cn/blog-858128-1340701.html

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