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1、第26卷第6期地球科学进展Vol.26No.62011年6月ADVANCESINEARTHSCIENCEJun.,2011文章编号:1001-8166(2011)06-0678-07＊中国东海海平面变化多尺度周期分析与预测①11＊211王国栋,康建成,HanGuoqi,刘超,闫国东(1.上海师范大学城市生态与环境研究中心,上海200234;2.FisheriesandOceansDepartment,NorthwestAtlanticFisheriesCentre,Newfoundland,Canada)摘要:海平面变化规律尤其是对
2、海平面变化周期和上升趋势的研究,已成为国内外科学界研究的热点问题。使用1992—2009年海平面卫星测高仪数据资料,运用小波变换方法对中国东海海平面变化的周平均数据信号进行多尺度周期分析,并通过Winters指数平滑法对未来海平面变化进行预测,结果显示:①1992—2009年东海海平面呈现波动上升的趋势,年平均上升幅度约为0.39cm/a;并呈现出2～3个月、12个月(1a)、24个月(2a)、36个月(3a)、48个月(4a)、55个月(4.6a)等多尺度周期特征;②海平面变化去噪数据信号表现出比原始信号更加明显的波动上升趋势,相
3、对应的每年海平面峰值(每年夏秋季节),海平面上升趋势更明显,上升幅度约为0.78cm/a,为年平均海平面增幅的2倍;③2006年后,中国东海未来海平面将保持波动上升的趋势,年平均上升幅度为0.49cm/a,预计到2015年,海平面将比2006年上升4～5cm;到2030年,海平面将比2006年上升14～15cm。关键词:中国东海;海平面变化;小波变换;winters指数平滑中图分类号:P722.6;P76文献标志码:A面变化规律尤其是海平面变化周期和上升趋势研1引言[7～9]究,具有重要的理论和现实意义。前人利用卫全球海平面变化趋势
4、、幅度和规律的研究已经星测高资料对中国沿海海平面变化规律进行了探[10][11]成为国内外研究的热点问题。自1961年以来,全球讨,取得了一些成果,如徐珊珊等利用1993—海平面上升的平均速率为1.8mm/a,1993—20042006年间卫星高度计资料,用EOF方法分析北太平[1]年平均速率达到了3.1mm/a,据美国科罗拉多洋海平面的变化特征,结合同期上层海洋温度盐度大学新发布的卫星测高仪资料,1993—2008年全球数据以及风应力资料分析比较了海平面和风对海平[2][12]海平面上升速度已经达到(3.2±0.4)mm/a。近面
5、变化的影响;Cazenave等通过重力校正和气候30年来,中国沿海海平面总体呈波动上升趋势,平试验(GRACE)对地球重力场进行观测,并联合卫星均上升速率为2.6mm/a。2009年,中国沿海海平测高SA、ARGO系统的观测结果得出:自2003年以面处于近30年的高位,分别比常年(1975—1993年来,海平面的上升主要是因为海水质量的增加;俞[3][13]平均海平面)和2008年高68和8mm,而中国东肇元等采用奇异谱分析(SSA)与自回归模型海海平面变化幅度略高于其他海域。(AR)相结合的方案建立海平面变化预测模型并对[14,1
6、5]海平面上升及其次生灾害会对沿海地区的经未来海平面变化进行预测。Han等利用卫星[4～6]济、环境和社会发展带来深远的影响,加强海平测高仪数据对中国海海平面变化规律及其与ENSO①收稿日期:2010-11-03;修回日期:2011-03-22.＊基金项目:上海市教委重点学科建设项目“地理学与城市环境”(编号:J50402)资助.作者简介:王国栋(1977-),男,山东潍坊人,讲师,主要从事海平面变化及其影响研究.E-mail:guodong@shnu.edu.cn＊通讯作者:康建成(1957-),男,甘肃武山人,教授,主要从事全球
7、气候环境演化过程及其影响研究.E-mail:kangjc@126.com第6期王国栋等:中国东海海平面变化多尺度周期分析与预测679[16,17]的关系进行了探讨。但较少文献关注中国东在该时间尺度下的变化特征,正负小波系数的转折海海域海平面变化多尺度波动周期研究,本文利用点对应着突变点,小波系数的绝对值越大,表征该时小波变换方法,分析中国东海海平面不同时间尺度间尺度变化愈显著。a、b参数分别为尺度伸缩因子上的周期结构和变化规律,基于时间序列Winters指和时间平移因子。数平滑法对未来相对海平面上升幅度进行分析和2.2.2时间序列W
8、inters指数平滑法[21]预测。Winters指数平滑法适用于对含有季节性因素的时间序列的预测,模型中有3个参数α,β,γ(都2数据来源与研究方法从0～1之间取值)和4个方程:2.1数据来源与处理αXtSt=+(1-α)(St-1
