应用空间大地测量技术研究热带气候涛动激发的地球自转变化

热带气候涛动厄尔尼诺（ENSO）和印度洋海温偶极子（IOD）对全球气候变化影响明显，并激发地球自转的变化。应用现代空间大地测量技术，尤其是卫星重力技术，可以对热带气候涛动引起的地表流体质量迁移给出时空变化特征，在综合考虑热带降雨与陆地水变化影响的情况下，有助于对ENSO和IOD机制给出空间大地测量约束，对气候变化研究意义重大。通过与地表流体模式、重力观测、测高观测结合，可以把质量和流场激发的地球自转变化，在空间和时间四维上给出时空变化规律，探知此区域地球自转变化的地球物理激发源，进而对地球自转变化的机制进行深入探索。近年来，ENSO研究发现了新类型，同时IOD在1999年才发现，研究相对落后，这些新现象对地球自转变化的激发也未见诸文献，因此急需开展深入研究。通过热带气候变化对地球自转变化激发的研究，可以有效推动相关学科的交叉，对气候年代际变化提供科学支持，促进相关学科的认识与发展。

应用现代空间大地测量技术，尤其是卫星重力技术，可以反演时变重力场的变化，进而获得时变的地表流体质量再分布，并给出地表流体质量迁移的时空变化特征及其对地球自转变化的影响，对气候变化研究意义重大。我们通过引入SLR测定的二阶重力场，结合地球自转变化观测数据，分析了目前地表流体模式缺乏全球质量守恒的问题，结果表明缺乏全球质量守恒的地表流体模式数据，将对地球自转速率变化的估计带来明显误差，在地球自转的研究中必须要考虑其影响。此外，我们通过反演时变重力场，结合卫星测高和地面观测数据，给出了海平面对大气压变化的相应空间尺度，分析了我国东部地区土壤相对湿度的时空特征，对全球质量变化引起的全球海平面变化的自吸引效应进行了详尽讨论，并对海洋的地转流和水文对台站的重力和位移影响等进行了研究。我们还从理论和数值计算的角度，分析了GRACE得到的较大空间分辨率的地表流体数据对全球GPS台站位移的影响，证明了其在理论和数值上的可行性，并对全球GPS、GRACE和地表流体模式的误差进行了分析。通过上述研究，明确了地表流体的时空特征、其对地球自转和地表位移等的影响，促进了对地表流体、气候变化(涛动)与地球自转变化等的深入理解，具有重要的科学意义。