海平面变化是反映全球气候变化和环境变化的关键指示器,深受人类活动、气候变化和环境变化的影响。海平面上升严重威胁了人类社会经济发展,因此检测、分析海平面变化,并预防其潜在威胁是世界各国所关心的话题。海平面变化是全球变暖、冰川消融和海陆水分交换共同作用的结果。测高观测显示,全球平均海平面(GMSL,Globalmean sea level)在经历2002-2010增长减缓阶段后,2011年起开始呈现出加速增长趋势。因此,研究和分析近几年来海平面加速上升的成因具有重要意义。本文借助GRACE卫星重力数据,并辅以其他多源空间观测数据,从海平面变化、冰雪消融、陆地水变化(包含人为因素和自然因素)等多方面详细分析探讨了近几年来海平面加速上升的成因。主要研究工作和贡献如下:1.GRACE时变信号恢复问题在详细研究利用GRACE数据反演地表质量迁移位系数法整套流程的基础上,针对反演过程中产生的时变信号削弱和泄露现象,重点介绍了尺度因子法、迭代恢复法和空间域反演法三种信号恢复方法。详细分析和对比了几种恢复方法的恢复效果,结果表明:1.尺度因子法实现上较为简单,但计算结果完全依赖于所选先验模型,当所选先验模型可靠性较差时,会影响到GRACE时变信号的恢复效果;2.迭代恢复法在信号恢复过程仅受GRACE原始观测值的约束,能较好的恢复研究区域的长期趋势信号和周期信号,有效移除陆地信号向海洋区域的泄露,适用于全球区域范围内的信号恢复,特适用恢复海洋信号;3.空间域恢复法在信号恢复前需根据地理特征点或质量变化特点划分质量块,解算过程中涉及大量参数,且需正则化,因此仅适用于局部区域特征点的信号恢复,不适用于全球整体时变信号的恢复。2.海平面变化分析我们利用测高、GRACE和Argo数据得到了一个较好的海平面变化估计,2005-2015由质量(GRACE)+比容(Argo)得到的GMSL变化速率为3.24±0.18 mm/yr,接近测高观测的结果(3.40±0.19mm/yr)。采用四种不同的时间序列拟合策略对海平面变化进行分析,结果表明:2011-2015 GMSL上升速率相较于2005-2010增长近132%。ENSO对海平面变化的影响显著,可解释2011年来GMSL非趋势性年际变化信号的88%。3.海平面预算估计进一步将影响海水质量变化的因素分离出来,我们估计的海平面预算(由两极冰盖消融,陆地冰川消融,陆地水,大气水汽和海水比容组成)与测高观测的结果在2014年前吻合程度较高,但2015年后没有很好的匹配上测高观测的结果,我们认为这是2015年后GRACE数据观测质量变差导致的。通过时间序列加权最优估计拟合,我们得到了一个较好的海平面预算,2005-2015海平面预算估计的GMSL变化速率为3.25±0.19mm/yr,接近测高观测结果,与质量+比容估算结果相当。4.2011年来海平面加速上升成因分析根据海平面变化的特点,我们将2005年来的海平面变化分为6个阶段,分析发现,2011年以来陆地水成为影响海平面变化的主导因素,而2005-2010陆地水对海平面变化的影响几乎可忽略。进一步将陆地水变化中的人类活动的影响分离出来,通过对全球32个主要含水层分析发现,2011-2015人类活动对海平面变化的影响有所降低。进一步分析自然因素驱动的影响,我们发现,2005-2010自然因素驱动的陆地水减缓了海平面的上升,而在2011-2015却对海平面的上升具有促进作用,这与近几年来全球极端气候频发密切相关。短期气候因素是造成近几年来海平面加速上升的主要驱动来源。