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近年来,中国沿海海平面的上升速度高于全球平均水平,未来的上升趋势将继续发展。海平面的上升将导致生态环境破坏,而且会对社会和经济发展产生不利影响。因此,对海平面变化现有规律的掌握和未来趋势的预测具有重要的意义。 目前研究中,分析海平面变化需要用长达几十甚至上百年的数据资料寻找规律,多数观测序列难以满足要求。GM(1,1)灰色预测模型可以克服这一不足,通过挖掘十几年的少量数据内在关系去预测未来可能的趋势。但原始的GM(1,1)灰色预测模型核心是指数函数,反映出的海平面加速上升趋势要大于真实的趋势,而且单一的指数函数无法体现出海平面变化中的线性趋势,需要进行改进。 本文以长江口区域为研究区进行海平面变化预测研究。首先,选择了T/P及Jason-1测高卫星数据探讨了潮汐校正等数据处理过程,并构建了1993-2010年绝对海面高逐年变化序列数据,用于进行海平面变化预测研究。其次,对GM(1,1)灰色预测模型进行斜率相等法改进、绝对值法线性改进、二次累加线性改进、新陈代谢改进等研究,并利用全球平均海平面永久服务组织PSMSL提供的全球年均海平面数据对改进后模型进行效果评价。最后,利用绝对值法线性改进后的灰色模型进行长江口区域海平面变化预测。得到的主要结论如下: (1)利用调和分析方法能将潮汐信息从测高数据中有效地分离。对潮汐校正的海面高进行时空变化分析表明:长江口区域到外围海域海平面变化空间分布表现为同时间的波动变化呈现两种相反的趋势,并且显示出与纬度有关的南北渐变过程;在时间尺度上存在着年周期和2个月周期两个稳定的周期振荡信号。 (2)从对数据的拟合效果和对未来的预测效果比较,绝对值法线性改进后的灰色模型结果都是最好的。改进后的灰色模型综合考虑到了海平面变化中的线性趋势与非线性趋势,比单一的灰色模型和单一的线性模型都更具有合理性。 (3)2020年长江口区域的绝对海平面将比2010年上升33.8毫米,与其他研究学者研究结果相近。分析研究了海平面变化对温度变化的响应,表明海平面的变化与温度的变化趋势是一致的。