理学硕士学位论文

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1、理学硕士学位论文反变气压计响应及其对地球自转的影响研究生：闫昊明导师：朱耀仲研究员专业：固体地球物理中国科学院测量与地球物理研究所一九九九年五月摘要本文利用TOPEX/POSEIDON卫星测高数据和NCEP大气压力、风速数据，研究了全球海平面对于大气压力变化的响应（反变气压计响应）以及此响应对于地球自转变化的影响。首先，在时间域内采用直接分析、一元回归分析、多元回归分析方法解算了反变气压计响应在全球网格点上的系数值。在中、高纬度区域，系数值接近理论值，而在赤道区域则产生了比较明显的偏离。在考虑风应力的作用后，用多元回归方法得出全球响应系数为-0.85±0.47cm/mbar。

2、其次，采用希尔伯特（Hilbert）变换和傅立叶变换两种不同的方法分析了频域内的反变气压计响应，得出了在30天到200天的范围内，反变气压计响应在全球近似成立，在赤道区域，反变气压计响应则更趋向于长周期这一结论。最后，采用地球自转Green函数法，计算出了反变气压计响应对于地球自转的影响，并与传统的大气角动量（AAM）方法进行了比较分析。结果表明，二者之间存在比较明显的差别。本文特点：1、对于气压变化的三种不同的定义，解释了其内在含义。2、在时域分析过程中，采用了多种方法与模型进行对比研究。3、对风应力与海平面之间的相关性做了详尽分析，发现纬向风应力对于赤道区域反变气压计响应

3、系数的影响较小，而经向风应力的影响较大。4、对反变气压计响应做谱分析时，首次采用了Hilbert变换方法，取得了明显的效果。5、对海陆边界的确定给出了一种新的简便易行的方法，可以确定任意网格大小的海陆边界，并给出了海洋函数八阶球谐展开系数值。对于球谐展开进行了数值模拟分析，给出了减小函数展开误差的方法。IIAbstractInthispaper,weusealtimeterdataofTOPEX/POSEIDONandatmosphericdatafromNCEPtodeterminetheresponseofglobalsealeveltothechangeofatmosp

4、hericpressure—socalledinvertedbarometer(IB)response,andtodeterminetheeffectoftheIBresponseontheEarth’srotation.Firstly,wecomputetheIBresponsecoefficientsbymeansofdirectanalysis,regressionandmulti-regressionmethod.Intheareaofmiddleandhighlatitude,thecoefficientisalmostthesameasthetheoretical

5、value.Butintopicarea,itdepartsfromthetheoreticalvalueobviously.Takingwindstressintoaccount,themulti-regressioncoefficientis–0.85±0.47cm/mbarintheglobal.Secondly,weanalyzetheIBresponseusingHilberttransferfunctionandFouriertransferfunctioninfrequencydomain.TheresultexposesthattheIBresponseisa

6、lmostvalidfrom30daysto200days,inthetopicareatheIBresponsetendstolongtimeperiod.Finally,wegettheeffectoftheIBresponseontheEarth’srotationandcompareourresultswiththeresultsoftraditionalmethod(AAMwascalculatedbySBAAM)usingtheGreenfunctionoftheEarth’srotation.ThediscrepancybetweenourresultsandA

7、AMvaluesisobvious.Characteristicsinthispaper:1.Severaldefinitionsofthechangeofsurfacepressureareexplainedinthispaper.2.SeveralmodelsaregivenandcomparedtodeterminetheIBcoefficients.3.Weanalyzethecoherencebetweenwindstressandsealevel,andfindzonalwind’seffe