巨型流域水质量变化指标与极移变化的联系  

Indexing the relationship between polar motion and water mass change in a giant river basin

作　　者：刘苏峡[1,2] 邓珊珊 莫兴国 闫昊明[3] 

机构地区：[1]中国科学院地理科学与资源研究所陆地水循环及地表过程重点实验室,北京100101 [2]中国科学院大学资源与环境学院,中丹学院,北京100049 [3]中国科学院测量与地球物理研究所大地测量与地球动力学国家重点实验室,武汉430077

出　　处：《中国科学：地球科学》2018年第7期899-911,共13页Scientia Sinica(Terrae)

基　　金：国家重点基础研究发展计划项目(编号：2012CB957802); 国家重点研发计划项目(编号：2017YFA0603702)资助

摘　　要：至今人们对水质量变化与极移关系的认识主要是通过全球陆地水储量变化对地极变化的激发.鉴于陆地水储量在全球分布不均,区域水质量变化与地极移动的关系值得深入探索,然而迄今尚少有研究.另外,鉴于水储量变化的估算存在不确定性,从不同角度寻找水质量变化的表征指标有重要意义.文章选取位于90°W方向的世界第一大河亚马孙河流域为研究区,选用水汽、降水、径流、水储量变化多个衡量水质量变化的指标,研究了巨型流域水质量变化指标和极移的联系.通过采用Mann-Kendall方法、累积距平法和曲率法识别突变点,采用最小二乘法拟合判断趋势,采用傅里叶变换和EEMD方法识别周期,发现在1948~2011期间,在诸多指标中,水汽通量指标相对于其他指标总体上与极移的联系更紧密.具体表现在,降水和水汽通量存在极移拍频周期,水汽通量和降水与极移在0.05显著水平上存在共同M-K突变点(发生在1968年左右);水汽通量比其他指标与极移m_1、m_2分量的累积距平线趋势更一致;水汽通量和降水与极移m_1、m_2分量、振幅的相关性比其他指标与极移的相关性强(0.01显著水平).通过比较巨型流域水汽通量的激发、巨型流域陆地水储量变化的激发、全球陆地水储量变化的激发和观测激发,发现亚马孙河流域的水汽通量和水储量变化对地极的激发,都比全球水储量变化的激发,更显著地表现出"跟极移m_2分量的激发一致,跟极移m_1分量的激发不一致"的这个普适特点.为了更直观地展示水汽通量指标的大小,文章提出了巨型流域水汽赤道辐合带位置的新指标.研究结果表明,巨型流域是研究水质量变化和极移联系的新视角,其中水汽通量指标较其他水质量指标与极移关系更紧密,而新提出的巨型流域水汽赤道辐合带位置指标极具形象表达水质量变化和极移的关系的能力.

关 键 词：地极移动(极移) 亚马孙河流域 水汽赤道辐合带位置 陆地水储量 水汽通量 

分 类 号：P339[天文地球—水文科学]