数据西北太平洋区域海面变化预测.pdfVIP

第66 卷第1期 地 理 学 报 Vol.66, No.1 2011 年1 月 ACTA GEOGRAPHICA SINICA Jan., 2011 基于验潮数据的西北太平洋区域海面变化预测 罗 文, 袁林旺, 易 琳, 俞肇元, 谢志仁 (南京师范大学虚拟地理环境教育部重点实验室，南京210046) 摘要：区域海面变化研究受到验潮站数据时段不一致、空间分布不均匀及影响要素复杂性和不 确定性等因素制约。本文基于西北太平洋海域22 个站位的验潮数据，应用RegEM 及MTM 方法 探讨其多尺度波动过程的时空差异，基于空间邻近性及有序聚类方法，将区域海面变化划分为5 个区段(渤海—黄海北部沿岸、黄—东海中国沿岸、东海海域日本沿岸、东海南部沿岸以及南海 西北部沿岸) ，进而利用MGF 方法对各站位进行中长期的统计预测，并结合主成分方法进行区域 综合。结果显示各区2001-2030 年的海面变化平均速率分别为：1.23~ 1.27 mm/a ，3.30~3.34 mm/ a ，2.72~2.76 mm/a ，1.43~ 1.47 mm/a 和1.13~ 1.15 mm/a ，而区域海面上升速率为2.01~2.11 mm/a 。 关键词：海面预测；时空分异；RegEM ；MGF ；MTM ；西北太平洋 作为21 世纪海面变化预测两个基本目标的全球平均与区域性相对海面变化预测，在预 [1-3] 测方法上可分为动力预测和统计预测两大类。国内早期的相关研究多基于统计模型 ，其 预测结果往往受基准数据起迄时间不同及基准序列长短不一的影响，且对海面变化物理过 程与历史背景揭示不足，从而使预测结果的可对比性变差，此类研究在经历了短暂的热潮后 渐归于冷寂。IPCC AR4 评估报告基于气候—海面变化系统中各要素间相互作用机制，构建 以海洋—大气环流模式为核心的多种动力模式，并对自然驱动与人类活动影响不同场景下 [4] 的全球性及区域性气候—海面变化特征、过程进行模拟试验及影响评价 。然而，由于海面 [5-6] 变化驱动过程的复杂性所导致的物理机制的不明晰 ，以及动力模式对关键参数的极端敏 [7-8] [9] 感 ，使得现有的动力模式预测结果与实测数据间仍存在相当的差异 。Rahmstorf (2007) [10] 提出了一种半经验统计模型对21 世纪全球平均海面上升速率进行预测 ，Grinsted 等基于 [11] 蒙特卡洛反演的方法给出了2000-2100 年海面变化的可能场景 ，两者结果均对IPCC AR4 预测结果提出质疑，并引发了广泛争论。基于历史观测数据及统计模型的海面变化预测研 究重新得到海面变化研究者的重视，并将在海面预测研究中发挥重要作用。 验潮数据是海面变化研究的主要数据来源之一，由于验潮站点分布不均和受陆地垂直 [12] 运动的影响，数据整理与分析至关重要 。近年来，基于主成分及虚拟站位等方式进行序列