摘 要

全球平均海平面变化是气候变化的重要指示因子。研究全球海平面变化的时

空特征和驱动机制，对于加强了解全球水循环和气候变化、构建精确的气候变化

模型以及应对气候变化所带来的威胁等方面意义重大。全球海平面变化的主要原

因有：由于海水温度和盐度变化所引起的海洋比容变化，以及由于海洋与陆地、

冰圈和大气之间水质量交换所引起的海水质量变化。前者可用Argo 浮标提供的

海洋温度和盐度观测资料计算，后者可由GRACE 卫星重力测量资料来估计。检

验两者之和能否与卫星测高观测所得的海平面总体变化一致是当前全球变化领

域的研究热点之一。尽管最新的研究结果表明，三者在季节、年际和长期尺度上

基本吻合，但由于观测数据不确定度很大，三者符合程度及可靠性分析有待进一

步深入研究。针对这一问题，本文开展的主要工作及相应结论如下：

(1) 利用比容海平面研究中主流的JAMSTEC、SIO、IPRC 三家机构的Argo 海洋

温度盐度网格化产品，全面系统地分析了2005-2015 年全球海平面比容变化

的时空特征。分析结果显示，三家机构在小尺度上存在不可忽视的差异。误

差主要来源于深度范围为0-100 米、低纬度的海洋温盐剖面资料，其可能的

原因是当前数据质控方法不能完全适用于强“ENSO”事件海洋环境下的观测

资料分析。因此目前Argo 数据仅在研究全球尺度比容变化时可靠性较高；

基于三家机构平均所得时间序列的分析结果表明，2005-2015 年全球海平面

比容分量长期变化趋势为1.08 mm/a。

(2) 联合卫星测高、GRACE、Argo 三类观测数据研究GMSL 变化机制。本文采

用2005-2015 年更长时间段的观测资料能更准确地估算GMSL 的长期速率，

减小年际变化的影响。结果显示全球平均海平面长期变化趋势，卫星测高结

果3.54 mm/a 与“GRACE+Argo”结果3.22 mm/a 在误差范围内 (±0.4 mm/a)

一致。其中海水质量贡献量为2.14 mm/a，约占66%；比容贡献量为1.08 mm/a，

约占34%。海水质量变化在海平面长期变化趋势和年际变化中均占主导地位。