中國(guó)沿海驗(yàn)潮站及其鄰近地區(qū)陸地垂直運(yùn)動(dòng)分析

金波文，王慧， 李經(jīng)緯， 李文善， 李歡， 徐浩

（1.國(guó)家海洋信息中心，天津 300171；2.中國(guó)地震局第一監(jiān)測(cè)中心，天津 300180）

在全球氣候變暖背景下，海平面上升已成為全球性重大環(huán)境問(wèn)題。由于溫度升高和南北極冰川、冰蓋融化等環(huán)境因素的影響，在過(guò)去100a 內(nèi)全球海平面上升了10～25 cm[1]。20 世紀(jì)以來(lái)，全球海平面呈現(xiàn)加速上升趨勢(shì)，我國(guó)沿海海平面上升速率高于全球同期平均水平，面臨的海平面上升影響風(fēng)險(xiǎn)更大[2-3]。目前，中國(guó)沿海海平面監(jiān)測(cè)的主要方法是通過(guò)驗(yàn)潮站潮位觀測(cè)，其觀測(cè)得到的是基于各站水尺零點(diǎn)的相對(duì)海平面變化，除了受絕對(duì)海平面變化影響外，還與局部地區(qū)陸地垂直運(yùn)動(dòng)有關(guān)，后者在很多地區(qū)的重要性甚至超過(guò)了前者，并且陸地沉降會(huì)加劇相對(duì)海平面上升[4-5]。此外，由于驗(yàn)潮站相對(duì)海平面變化包含了其本身的陸地垂直運(yùn)動(dòng)因素在內(nèi)，在對(duì)近岸融合衛(wèi)星高度計(jì)絕對(duì)海平面資料進(jìn)行綜合研究分析時(shí)，陸地垂直運(yùn)動(dòng)是一個(gè)不可忽視的因素。因此，準(zhǔn)確地監(jiān)測(cè)中國(guó)沿海驗(yàn)潮站及其鄰近地區(qū)的陸地垂直運(yùn)動(dòng)規(guī)律不僅對(duì)于驗(yàn)潮水尺零點(diǎn)的維護(hù)具有重要意義，而且對(duì)聯(lián)合衛(wèi)星高度計(jì)數(shù)據(jù)的沿海絕對(duì)海平面變化研究分析至關(guān)重要。

沿海地區(qū)陸地垂直運(yùn)動(dòng)主要包含大尺度范圍的地殼垂直運(yùn)動(dòng)和局部地面垂直運(yùn)動(dòng)。大尺度范圍內(nèi)的地殼垂直運(yùn)動(dòng)主要包括地殼板塊運(yùn)動(dòng)和冰川均衡調(diào)整（Glacial Isostatic Adjustment，GIA）等[6-7]，如北歐斯堪的納維亞半島附近由于其陸上冰川融化陸地抬升的GIA 效應(yīng)引起了海平面下降[8]。局地地面垂直運(yùn)動(dòng)主要由大河三角洲沉積壓實(shí)效應(yīng)、人類(lèi)活動(dòng)開(kāi)采地下水和超高超密建筑物修建等因素引起[9-10]。監(jiān)測(cè)陸地垂直運(yùn)動(dòng)的傳統(tǒng)方法是定期精密水準(zhǔn)測(cè)量，黃立人等利用精密水準(zhǔn)復(fù)測(cè)資料對(duì)中國(guó)東部沿海地區(qū)的近代地殼垂直運(yùn)動(dòng)分析得出：東部沿海廣大平原地區(qū)以下降為主，遼西山地、膠東半島以及閩、粵、貴山地和丘陵則以緩慢的塊體上升為主[11-13]。隨著現(xiàn)代大地測(cè)量GNSS 技術(shù)的發(fā)展，基于連續(xù)GNSS 觀測(cè)提供精確地面沉降結(jié)果的方法得到了快速的發(fā)展和應(yīng)用。為剝離驗(yàn)潮站地面垂直運(yùn)動(dòng)因素影響，Bevies 等利用GNSS 連續(xù)觀測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)西北太平洋、黑海等沿岸的驗(yàn)潮站陸地垂直運(yùn)動(dòng)信息進(jìn)行了研究[14-17]，國(guó)內(nèi)焦文海等利用驗(yàn)潮站附近的GNSS 研究了驗(yàn)潮站地面垂直運(yùn)動(dòng)后的絕對(duì)海平面變化，但在中國(guó)沿海地區(qū)直接利用GNSS 觀測(cè)數(shù)據(jù)，整體分析全國(guó)驗(yàn)潮站及其附近區(qū)域地面垂直運(yùn)動(dòng)的研究仍較少[18-20]。1993 年以來(lái)，隨著衛(wèi)星高度計(jì)的發(fā)射，許多學(xué)者利用驗(yàn)潮站和附近的衛(wèi)星高度計(jì)觀測(cè)數(shù)據(jù)就如何推算驗(yàn)潮站附近的陸地升降開(kāi)展了研究，該方法最早由Cazenave 等提出，Kuo 等分別在該方法的基礎(chǔ)上進(jìn)行了改進(jìn)，并對(duì)地中海和大西洋東部等地區(qū)驗(yàn)潮站的地面垂直運(yùn)動(dòng)進(jìn)行了研究[21-22]。董鴻聞等利用類(lèi)似方法分別推算了青島驗(yàn)潮站和黃河三角洲的地面垂直運(yùn)動(dòng)，劉首華等利用該方法推算了渤黃海周邊驗(yàn)潮站地面垂直運(yùn)動(dòng)速率，謝書(shū)誼等利用全球191 個(gè)和中國(guó)沿海29個(gè)驗(yàn)潮站資料聯(lián)合衛(wèi)星高度計(jì)資料推算了沿岸陸地垂直運(yùn)動(dòng)速率[23-25]。

我國(guó)于2009 年開(kāi)始陸續(xù)在全國(guó)沿海50 余個(gè)驗(yàn)潮站增加了GNSS 連續(xù)觀測(cè)業(yè)務(wù)，GNSS 連續(xù)觀測(cè)為提取驗(yàn)潮站的地面垂直運(yùn)動(dòng)信息提供了重要的數(shù)據(jù)來(lái)源。本文利用2009—2018 年間的驗(yàn)潮站GNSS 觀測(cè)資料，聯(lián)合驗(yàn)潮站周邊的中國(guó)地殼運(yùn)動(dòng)觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)（以下簡(jiǎn)稱(chēng)陸態(tài)網(wǎng)絡(luò)） GNSS 基準(zhǔn)站資料，對(duì)全國(guó)沿海驗(yàn)潮站的地面垂直運(yùn)動(dòng)進(jìn)行了分析。同時(shí)，利用沿海衛(wèi)星高度計(jì)資料和驗(yàn)潮站海平面觀測(cè)資料推算驗(yàn)潮站的地面垂直運(yùn)動(dòng)，與GNSS獲取的垂直運(yùn)動(dòng)進(jìn)行了對(duì)比分析，并將分析結(jié)果與冰川均衡調(diào)整模型的預(yù)測(cè)結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比研究。最后給出中國(guó)沿海驗(yàn)潮站及其鄰近區(qū)域最新的陸地垂直運(yùn)動(dòng)情況，可為我國(guó)沿海相對(duì)海平面變化研究、影響評(píng)估和預(yù)測(cè)提供支撐。

1 數(shù)據(jù)來(lái)源和處理方法

1.1 數(shù)據(jù)來(lái)源

本文研究數(shù)據(jù)主要包括驗(yàn)潮站觀測(cè)數(shù)據(jù)、GNSS觀測(cè)數(shù)據(jù)和衛(wèi)星高度計(jì)海平面異常月均值數(shù)據(jù)。

驗(yàn)潮站實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)來(lái)源于中國(guó)沿海海洋觀測(cè)網(wǎng)，通過(guò)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)得到的月均海平面數(shù)據(jù)集已通過(guò)全國(guó)海洋站基準(zhǔn)潮位核定，對(duì)因站址變遷、環(huán)境改變、儀器更換、水尺變動(dòng)和觀測(cè)手段改變等引起的水尺零點(diǎn)變動(dòng)和資料均一性問(wèn)題進(jìn)行了訂正。

衛(wèi)星高度計(jì)資料來(lái)源于哥白尼環(huán)境監(jiān)測(cè)中心（www.psmsl.org）提供的多衛(wèi)星融合訂正后的海平面異常月均值數(shù)據(jù)（MSLA，Mean Sea Level Anomalies），參考框架為1993—2012 年平均海平面，數(shù)據(jù)已進(jìn)行儀器誤差和相應(yīng)的地球物理影響因素的訂正。

GNSS 連續(xù)觀測(cè)數(shù)據(jù)來(lái)源于海洋站GNSS 連續(xù)觀測(cè)網(wǎng)以及陸態(tài)網(wǎng)絡(luò)GNSS 基準(zhǔn)站網(wǎng)。海洋站GNSS 資料來(lái)源于海洋站GNSS 實(shí)時(shí)觀測(cè)數(shù)據(jù)。陸態(tài)網(wǎng)絡(luò)GNSS 基準(zhǔn)站資料來(lái)源于中國(guó)地震局東部形變數(shù)據(jù)分中心（www.eqdsc.com）提供的時(shí)間序列數(shù)據(jù)，采用ITRF2014 坐標(biāo)框架。陸態(tài)網(wǎng)絡(luò)在華北地區(qū)站點(diǎn)數(shù)較多，距離驗(yàn)潮站較近的站點(diǎn)也比較多，東部和南部沿海地區(qū)站點(diǎn)分布較少。

1.2 驗(yàn)潮站和衛(wèi)星高度計(jì)數(shù)據(jù)處理

為了匹配各GNSS 觀測(cè)資料的時(shí)間跨度，同時(shí)考慮海平面季節(jié)變化帶來(lái)的影響，本文對(duì)各驗(yàn)潮站月均值數(shù)據(jù)和衛(wèi)星高度計(jì)數(shù)據(jù)的時(shí)段進(jìn)行了截取，各站數(shù)據(jù)時(shí)段均為起始年的1 月到結(jié)束年的12 月，總體時(shí)段為2009—2018 年。在選取沿海衛(wèi)星高度計(jì)資料時(shí)，一種是把臨近海域的高度計(jì)觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行整體月平均，從而避免高度計(jì)在某一格點(diǎn)觀測(cè)時(shí)間的不連續(xù)性帶來(lái)的較大誤差[22]。另一種是選取與驗(yàn)潮站時(shí)間序列相關(guān)系數(shù)最高的格點(diǎn)數(shù)據(jù)作為驗(yàn)潮站絕對(duì)海平面時(shí)間序列[26]?？紤]到衛(wèi)星高度計(jì)在沿岸地區(qū)的精度不如寬闊海域，因此本文搜索各驗(yàn)潮站1.5°半徑內(nèi)的高度計(jì)格點(diǎn)數(shù)據(jù)，并按反距離加權(quán)獲得平均值作為該站衛(wèi)星高度計(jì)絕對(duì)海平面資料序列，并對(duì)各驗(yàn)潮站海平面序列與提取的對(duì)應(yīng)站點(diǎn)衛(wèi)星高度計(jì)海平面序列進(jìn)行了相關(guān)性分析，各站相關(guān)系數(shù)如表1 所示[24]。除日照、連云港、北海和防城港4 站驗(yàn)潮站序列與衛(wèi)星高度計(jì)序列相關(guān)系數(shù)小于0.6 外，其余站點(diǎn)相關(guān)性均較高（相關(guān)系數(shù)大于0.8的站點(diǎn)占68%），能較好地代表驗(yàn)潮站區(qū)域的海平面變化，圖1 為三亞站驗(yàn)潮站與衛(wèi)星高度計(jì)海平面觀測(cè)序列。

表1 各站驗(yàn)潮站資料與衛(wèi)星高度計(jì)資料相關(guān)系數(shù)

圖1 三亞站驗(yàn)潮站與衛(wèi)星高度計(jì)海平面觀測(cè)序列

計(jì)算驗(yàn)潮站和衛(wèi)星高度計(jì)海平面變化速率時(shí)，首先去除月均值序列的季節(jié)性信號(hào)，進(jìn)而獲取各站點(diǎn)的年均值海平面序列，最后利用最小二乘法對(duì)時(shí)間序列進(jìn)行線性回歸求得海平面變化速率[25]，本文在海平面變化趨勢(shì)提取中使用的模型為：

式中：MSLt為驗(yàn)潮站時(shí)間為t 的年平均海平面觀測(cè)值；a0為該時(shí)段內(nèi)的平均海平面值；b0為平均海平面線性變化速率；nt為擬合誤差。

1.3 GNSS 數(shù)據(jù)處理

為了比較中國(guó)沿海和大陸的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，并將海洋站GNSS 觀測(cè)結(jié)果統(tǒng)一至全球參考框架下，本文將所有海洋站GNSS 觀測(cè)數(shù)據(jù)與中國(guó)周邊IGS（International GNSS Service）跟蹤站觀測(cè)數(shù)據(jù)聯(lián)合解算。采用GAMIT/GLOBK（10.7）軟件進(jìn)行基線處理和平差解算?；€處理時(shí)軌道選用IGS 發(fā)布的精密軌道星歷，衛(wèi)星高度角設(shè)為10°，大氣延遲改正采用SAASTAMOINEN 模型，映射函數(shù)選用維也納映射模型，并進(jìn)行了海洋潮汐、固體潮汐和極移等改正。平差解算時(shí)利用GLOBK 對(duì)所有時(shí)段單天解進(jìn)行整體平差，得到各站基于ITRF2014 框架的坐標(biāo)時(shí)間序列，時(shí)間序列質(zhì)量控制采用相鄰兩個(gè)觀測(cè)值之差和可視化人工判讀方法對(duì)各站時(shí)間序列粗差逐個(gè)進(jìn)行剔除，得到最后的時(shí)間序列[27]。

1.4 陸地垂直運(yùn)動(dòng)速率計(jì)算

1.4.1 直接法（GNSS 垂直運(yùn)動(dòng)速率） 國(guó)內(nèi)外眾多學(xué)者對(duì)GNSS 高程分量進(jìn)行過(guò)研究，普遍認(rèn)為全球許多連續(xù)站單天解算坐標(biāo)分量的時(shí)間序列周期主要有年周期和半年周期兩項(xiàng)，因此本文使用與Li 等相同的高程時(shí)間序列模型對(duì)單站進(jìn)行建模，并利用最小二乘法求得各站垂直運(yùn)動(dòng)速率[28-31]。

1.4.2 間接法（絕對(duì)海平面變化速率減去相對(duì)海平面變化速率：A-TG） 通過(guò)式（1）模型分別計(jì)算各驗(yàn)潮站相對(duì)海平面變化速率和衛(wèi)星高度計(jì)絕對(duì)海平面變化速率，再利用各站對(duì)應(yīng)的絕對(duì)海平面變化速率減去相對(duì)海平面變化速率，得到的差值即為陸地垂直運(yùn)動(dòng)速率。陸地垂直運(yùn)動(dòng)速率與驗(yàn)潮站和衛(wèi)星高度計(jì)觀測(cè)的海平面變化速率之間的關(guān)系可用下式表示：

式中，Va為衛(wèi)星高度計(jì)觀測(cè)的絕對(duì)海平面變化速率，VTG為驗(yàn)潮站觀測(cè)的相對(duì)海平面變化速率，Vh為陸地垂直運(yùn)動(dòng)速率。

2 中國(guó)沿海陸地垂直運(yùn)動(dòng)分析

中國(guó)大陸構(gòu)造環(huán)境監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“陸態(tài)網(wǎng)”）在全國(guó)范圍內(nèi)建設(shè)了260 個(gè)GNSS 連續(xù)觀測(cè)基準(zhǔn)站，本文選取中國(guó)沿海地區(qū)43 個(gè)陸態(tài)網(wǎng)基準(zhǔn)站資料并利用直接法分析了地面運(yùn)動(dòng)速率，結(jié)果如圖2 所示，并與選取衛(wèi)星高度計(jì)和驗(yàn)潮站資料采用間接法得到的陸地垂直運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)進(jìn)行了對(duì)比分析。

2.1 沿海地區(qū)陸態(tài)網(wǎng)基準(zhǔn)站陸地垂直運(yùn)動(dòng)

中國(guó)沿海地區(qū)陸態(tài)網(wǎng)基準(zhǔn)站觀測(cè)結(jié)果顯示，中國(guó)沿海省區(qū)市陸地總體以上升為主，局部區(qū)域陸地呈下降趨勢(shì)。其中，遼寧省5 個(gè)基準(zhǔn)站均呈上升趨勢(shì)，平均上升速率為1.46± 0.11 mm/a，沈陽(yáng)站上升速率最大（3.04±0.07 mm/a），丹東站上升速率最?。?.25±0.04 mm/a）。河北省滄縣站位于華北平原沉降區(qū)，沉降速率為-29.71±0.07 mm/a，承德和唐山站均呈上升趨勢(shì)。天津市北部山區(qū)的薊縣站和寶坻站呈上升趨勢(shì)，上升速率較小，分別為0.94±0.01 mm/a 和0.41±0.04 mm/a，位于華北平原地區(qū)的武清和濱海站沉降較快，沉降速率分 別為-44.72 ± 0.07 mm/a 和-16.91 ± 0.04 mm/a。山東省8 個(gè)基準(zhǔn)站均呈上升趨勢(shì)，平均上升速率為0.91 ± 0.11 mm/a，臨沂站上升速率最大（1.75 ±0.04mm/a），煙臺(tái)站上升速率最小（0.43±0.04mm/a）。江蘇省連云港站較為穩(wěn)定，沉降速率為-0.03 ±0.04 mm/a，鹽城和南通站沉降速率分別為-1.59 ±0.06 mm/a 和-0.95±0.04 mm/a，溧水站呈緩慢上升趨勢(shì)，上升速率為0.41±0.04 mm/a。上?；鶞?zhǔn)站沉降速率為-2.35±0.02 mm/a。浙江省3 個(gè)基準(zhǔn)站均呈沉降趨勢(shì)，平均沉降速率為-0.69±0.07 mm/a。福建省除廈門(mén)站以1.59±0.02 mm/a 速率上升外，其余3個(gè)基準(zhǔn)站均呈沉降趨勢(shì)，平潭和霞浦站沉降速率分別為-0.83 ± 0.04 mm/a 和-0.55 ± 0.04 mm/a。廣東省除湛江站以-0.70 ± 0.04 mm/a 速率沉降外，其余3 個(gè)基準(zhǔn)站均呈上升趨勢(shì)。廣西除梧州站以-1.15±0.05 mm/a 速率沉降外，其余2 個(gè)基準(zhǔn)站均呈上升趨勢(shì)。海南?？诤腿齺喺境两邓俾史謩e為-3.82 ± 0.07 mm/a 和-0.01 ± 0.06 mm/a，瓊中和永興島站均呈上升趨勢(shì)，上升速率分別為0.67 ±0.02 mm/a 和3.34±0.07 mm/a。

2.2 沿海驗(yàn)潮站陸地垂直運(yùn)動(dòng)

大部分驗(yàn)潮站GNSS 與附近的陸態(tài)網(wǎng)絡(luò)GNSS基準(zhǔn)站的垂直運(yùn)動(dòng)方向和速率基本一致（圖2），與顧國(guó)華等利用陸態(tài)網(wǎng)GNSS 基準(zhǔn)站獲取的垂直運(yùn)動(dòng)規(guī)律也基本一致，個(gè)別驗(yàn)潮站GNSS 由于位于碼頭，與附近位于基巖的陸態(tài)網(wǎng)基準(zhǔn)站得出的陸地垂直運(yùn)動(dòng)規(guī)律具有一定的差異[32-34]。中國(guó)沿海驗(yàn)潮站及其鄰近地區(qū)陸地垂直運(yùn)動(dòng)總體分布特征如下：

圖2 中國(guó)沿海驗(yàn)潮站及其鄰近區(qū)域ITRF 框架下陸地垂直速度場(chǎng)

（1）遼寧沿海驗(yàn)潮站及其鄰近區(qū)域陸地垂直運(yùn)動(dòng)基本特點(diǎn)是西部上升明顯、東部緩慢上升而局部呈下降趨勢(shì)。沿海驗(yàn)潮站，除東港驗(yàn)潮站沉降速率為-1.98±0.08 mm/a、鲅魚(yú)圈驗(yàn)潮站沉降速率為-0.19±0.09mm/a 外，其余地區(qū)均呈現(xiàn)不同程度的上升趨勢(shì)。遼寧沿海驗(yàn)潮站平均上升速率約為0.15± 0.16mm/a。陸態(tài)網(wǎng)葫蘆島基準(zhǔn)站（1.53 ±0.04 mm/a） 與葫蘆島驗(yàn)潮站（1.60 ± 0.06 mm/a）距離較近（約11 km），陸地均呈上升趨勢(shì)，速率相差0.07 mm/a。

（2）河北沿海的芷錨灣和秦皇島驗(yàn)潮站均呈上升趨勢(shì)，上升速率分別為1.87±0.07 mm/a 和0.73±0.22 mm/a，這與華北平原北側(cè)天津?qū)氎妗⑻旖蛩E州、河北唐山、河北承德等幾個(gè)山地丘陵地區(qū)的陸態(tài)網(wǎng)一致，均呈現(xiàn)上升趨勢(shì)。天津沿海的塘沽驗(yàn)潮站以-8.26±0.10 mm/a 的速率沉降，其位于華北平原濱海地區(qū)，與陸態(tài)網(wǎng)濱海站相距約14 km，均具有較大的沉降速率。華北平原是海河、黃河、淮河等水系在第三紀(jì)以來(lái)長(zhǎng)期下降背景下共同堆積而成的，位于該平原沉降漏斗區(qū)的天津武清、濱海和河北滄縣附近站點(diǎn)（圖2 中黑色方框內(nèi)的站點(diǎn)）區(qū)域沉降最為顯著，主要是由過(guò)量開(kāi)采地下水并疊加構(gòu)造活動(dòng)引起。

（3）山東和江蘇沿海驗(yàn)潮站除威海石島站以-3.06±0.05 mm/a 的速率沉降外，其余站點(diǎn)陸地均表現(xiàn)為上升趨勢(shì)。從驗(yàn)潮站和陸態(tài)網(wǎng)基準(zhǔn)站可以看出，山東半島整體處于上升趨勢(shì)。

（4）上海和浙江沿海驗(yàn)潮站除朱家尖和小衢山驗(yàn)潮站緩慢上升外，其余驗(yàn)潮站均呈下降趨勢(shì)。其中，上海蘆潮港驗(yàn)潮站沉降速率為-3.10±0.05 mm/a，與陸態(tài)網(wǎng)上海站沉降速率相差0.75 mm/a；浙江沿海驗(yàn)潮站總體以下降為主，與陸態(tài)網(wǎng)基準(zhǔn)站趨勢(shì)一致。

（5）福建寧德至泉州沿海驗(yàn)潮站以沉降為主，福建廈門(mén)至漳州、廣東和廣西沿海驗(yàn)潮站均呈現(xiàn)上升與沉降交替出現(xiàn)現(xiàn)象。其中，閘坡驗(yàn)潮站沉降速率最大，為-3.19±0.09 mm/a，云澳驗(yàn)潮站上升速率最大，為1.47±0.20 mm/a。

（6）海南島沿海北部秀英驗(yàn)潮站和南部三亞驗(yàn)潮站呈下降趨勢(shì)，東部清瀾驗(yàn)潮站、西部東方驗(yàn)潮站則呈現(xiàn)緩慢上升趨勢(shì)。西沙驗(yàn)潮站上升速率為2.18±0.81 mm/a，與距離約1 km 的陸態(tài)網(wǎng)絡(luò)永興島基準(zhǔn)站（3.34±0.07 mm/a）上升趨勢(shì)一致。

此外，利用間接法得到驗(yàn)潮站附近的陸地垂直運(yùn)動(dòng)情況并與GNSS 速率進(jìn)行對(duì)比，結(jié)果如表2 所示。兩種方法得出的陸地垂直運(yùn)動(dòng)速率大小和趨勢(shì)方向存在一定差異，其中有31 站的兩種結(jié)果運(yùn)動(dòng)方向一致，其余測(cè)站運(yùn)動(dòng)方向相反。有51%的站點(diǎn)采用直接法和間接法獲得的陸地垂直運(yùn)動(dòng)速率差值在-2～2 mm/a 之間。兩種方法結(jié)果產(chǎn)生差異性較大的因素較為復(fù)雜，驗(yàn)潮站周邊高度計(jì)數(shù)據(jù)選取方式、高度計(jì)在沿岸精度本身受限以及海平面和陸地垂直運(yùn)動(dòng)季節(jié)性差異等因素均會(huì)對(duì)最終的結(jié)果產(chǎn)生影響。

表2 沿海地區(qū)GNSS 直接法和A-TG 間接法計(jì)算陸地垂直運(yùn)動(dòng)對(duì)比情況 單位：mm/a

本文使用的驗(yàn)潮站和GNSS 站點(diǎn)有33 站是并址運(yùn)行的，因此GNSS 垂直運(yùn)動(dòng)即可認(rèn)為是驗(yàn)潮站陸地垂直運(yùn)動(dòng)，分析得出有42%的并址站點(diǎn)采用直接法和間接法獲得的陸地垂直運(yùn)動(dòng)速率差值在-2～2 mm/a 之間。

4 結(jié)論與討論

沿海陸地垂直運(yùn)動(dòng)對(duì)于沿海海平面變化分析、海平面變化影響評(píng)估以及未來(lái)海平面上升預(yù)測(cè)等具有重要意義，利用GNSS 連續(xù)觀測(cè)獲取陸地垂直形變量的技術(shù)已較為成熟，隨著多衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的聯(lián)合應(yīng)用，GNSS 連續(xù)觀測(cè)精度也將進(jìn)一步提高。通過(guò)與驗(yàn)潮站并址的GNSS 連續(xù)觀測(cè)獲取陸地垂直形變可直接為沿海海平面變化分析提供準(zhǔn)確的形變速率。驗(yàn)潮站GNSS 與陸態(tài)網(wǎng)絡(luò)GNSS 基準(zhǔn)站獲取的沿海地區(qū)陸地垂直形變速率及方向具有較好的一致性。中國(guó)沿海省區(qū)市及沿海驗(yàn)潮站陸地垂直運(yùn)動(dòng)總體表現(xiàn)為遼寧至江蘇沿海上升、上海至福建泉州沿海沉降、福建廈門(mén)至廣西沿海升降交替格局，局部濱海平原地區(qū)如華北平原天津南部、河北平原的滄縣則表現(xiàn)為顯著的沉降特征；上海至福建泉州沿海除個(gè)別站點(diǎn)上升外，總體呈下降趨勢(shì)；福建廈門(mén)至廣西沿海、海南島則呈現(xiàn)出上升與沉降交替出現(xiàn)的特征；潿洲島站附近表現(xiàn)為沉降，西沙站區(qū)域呈現(xiàn)出上升趨勢(shì)。當(dāng)然，本文獲得的結(jié)果僅為驗(yàn)潮站及其附近的陸地垂直運(yùn)動(dòng)情況，由于有些驗(yàn)潮站本身建設(shè)在港口碼頭等局部地面不穩(wěn)定的區(qū)域，并不能完全代表東部沿海地殼的垂直運(yùn)動(dòng)情況。全面掌握中國(guó)東部沿海地殼垂直運(yùn)動(dòng)特征仍需進(jìn)一步利用穩(wěn)定的GNSS 基準(zhǔn)站和沿海地區(qū)的水準(zhǔn)監(jiān)測(cè)成果進(jìn)行綜合分析。

謝書(shū)誼等認(rèn)為對(duì)一個(gè)驗(yàn)潮站附近有多個(gè)GNSS站位和多個(gè)高度計(jì)網(wǎng)格點(diǎn)的情形，分析結(jié)果對(duì)GNSS 和高度計(jì)數(shù)據(jù)的選擇和處理會(huì)非常敏感，甚至?xí)?dǎo)致陸地沉降的趨勢(shì)性改變[25]。本文選用的與驗(yàn)潮站并址的33 個(gè)站點(diǎn)中直接法和間接法得出的結(jié)果差異性也較大，這與GNSS 資料本身的質(zhì)量以及衛(wèi)星高度計(jì)在沿岸地區(qū)的精度受限等有關(guān)。隨著多種衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的聯(lián)合應(yīng)用，GNSS 連續(xù)觀測(cè)獲取陸地垂直形變量的精度和相關(guān)技術(shù)已相對(duì)成熟，而衛(wèi)星高度計(jì)本身在沿岸地區(qū)的精度尚未得到很好的改善，在GNSS 結(jié)果與A-TG 結(jié)果存在較大差異時(shí)，哪種方法更優(yōu)仍有待在遠(yuǎn)離大陸的衛(wèi)星高度計(jì)精度較高的驗(yàn)潮站點(diǎn)區(qū)域開(kāi)展進(jìn)一步研究。