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基础篇 概念、思路、模型和平台3

第1章 海面-地面系统变化概念及其研究思路3

1.1从海面变化研究到海面-地面系统变化研究3

1.1.1海面变化研究的发展历程3

1.1.2对海面变化概念的理解10

1.1.3对海面-地面系统变化的理解20

1.2海面-地面系统变化研究的基本思路与框架23

1.2.1海面变化常规研究方向23

1.2.2与GIS相结合的研究方向31

1.2.3三角洲地区海面-地面系统整合研究方向33

1.3海面变化多尺度整合研究的思路和框架37

1.3.1海面变化多尺度整合研究的内涵37

1.3.2时间域的多尺度整合研究40

1.3.3空间域的多尺度整合研究42

1.3.4多种研究方法的整合研究43

第2章 海面-地面系统变化基本模型及其模拟试验46

2.1海面-地面系统变化基本方程46

2.1.1海面升降运动和地面升降运动的数学表达46

2.1.2海面-地面系统的基本方程47

2.2海面相对变化模型47

2.2.1基本概念48

2.2.2模型框架51

2.2.3相对变化模型研究案例53

2.3海面-地面变化联合模型55

2.3.1一维和二维的海面-地面变化联合模型56

2.3.2三维海面-地面变化联合模型57

2.3.3海面-地面变化联合模型研究案例59

第3章 基于GIS的海面-地面系统模型和虚拟试验平台67

3.1基于GIS的海面-地面变化信息系统67

3.1.1系统基本框架67

3.1.2中国海面变化信息系统及其应用试验68

3.1.3长江三角洲地区环境考古信息系统70

3.2基于GIS的自适应古海面-地面变化仿真模型71

3.2.1目标定位和设计思路71

3.2.2模型的基本构架72

3.2.3模型操作界面示例73

3.3基于GIS的未来海面-地面变化影响评估模型75

3.3.1目标定位和设计思路75

3.3.2模型的基本构架76

3.3.3模型操作界面示例78

3.4基于GIS的海面-地面系统变化虚拟试验平台78

3.4.1目标定位和设计原则79

3.4.2平台架构设计81

3.4.3平台构建概况84

古代篇 辨识、模拟和虚拟试验91

第4章 海面-地面系统变化历史过程重建的代用资料91

4.1从海面遗迹到海面代用资料91

4.1.1海面变化研究的传统信息源91

4.1.2海面-地面系统变化代用资料概念和思路93

4.1.3海面-地面系统变化与其环境效应的关系95

4.2自然系统对海面波动的响应和代用资料96

4.2.1河道摆动与海面波动96

4.2.2盐度变化与海面波动100

4.2.3海岸进退与海面波动103

4.3社会系统对海面波动的响应和代用资料106

4.3.1聚落迁徙与海面波动106

4.3.2潮灾强弱与海面波动111

4.3.3塘工兴废与海面波动116

第5章 两万年来千年尺度海面-地面系统变化的辨识与模拟122

5.1两万年来千年尺度海面-地面系统变化研究背景122

5.1.1两万年来海面变化的气候背景122

5.1.2千年尺度海面变化研究的目标和思路125

5.2全球海面变化的辨识和模拟126

5.2.1理论曲线的构建及其反映的变化趋势126

5.2.2实测曲线的构建及其反映的海面-地面变化127

5.2.3速度曲线构建及其反映的过程细节128

5.3中国海面变化的辨识和模拟132

5.3.1中国沿海千年尺度海面波动的统计检视132

5.3.2海面-地面系统模型的模拟结果136

5.4气候-海面波动序列及相关问题讨论141

5.4.1海面波动与气温波动和冰川脉动之间的对比142

5.4.2千年尺度气候-海面波动的全球序列144

5.4.3末次冰消期全球海-气-冰系统变化的特征和机制146

5.4.4关于全新世冷事件和低海面波动149

5.4.5关于全新世高海面和人地关系问题153

第6章 两千年来百年尺度海面-地面系统变化的辨识与模拟156

6.1两千年来百年尺度海面-地面系统变化研究设计156

6.1.1研究背景与目标定位156

6.1.2研究思路与方法158

6.2地层记录的海面波动证据160

6.2.1调查和研究工作概况160

6.2.2浅地层剖面揭示的淡水咸化事件162

6.2.3钻孔揭示的古盐度波动164

6.2.4地层记录分析结论165

6.3史料提供的海面波动迹象165

6.3.1考古遗址揭示的海面波动迹象165

6.3.2文献记载提示的海面波动迹象167

6.4波动序列重建与气候-海面相关性解析168

6.4.1波动序列168

6.4.2海面变化过程及其趋势拟合171

6.4.3关于最近两千年来的气候-海面波动173

6.4.4关于最近一千年来的气候-海面波动176

第7章 海面-地面系统变化历史过程虚拟试验180

7.1实现虚拟试验的关键算法和控制技术180

7.1.1主要技术环节180

7.1.2关键算法181

7.1.3主要控制技术184

7.2长江三角洲一万年来海面-地面系统变化虚拟试验188

7.2.1试验区和试验方案188

7.2.2基础数据191

7.2.3控制参数193

7.3试验结果及其检验分析194

7.3.1试验过程和最佳试验结果194

7.3.2最佳试验结果展示的变化过程197

7.3.3最佳试验结果的检验分析203

现代篇 监测和解析209

第8章 基于卫星测高的海面-地面系统变化现代过程监测209

8.1海面-地面系统视角下的现代海面变化研究内涵209

8.1.1基本内涵和思路209

8.1.2卫星测高记录和海面地形概念212

8.1.3卫星测高记录与验潮记录互校验217

8.2基于卫星测高的全球海面变化监测220

8.2.1全球海面地形的形态特征220

8.2.2全球平均海面的变化特征224

8.2.3全球海面变化的时空分异特征229

8.3基于卫星测高的中国邻近海区海面变化监测231

8.3.1中国邻近海区海面地形的形态及其变化特征231

8.3.2黄东海区平均海面的形态及其变化特征238

8.3.3中国邻近海区海面变化的多尺度时空分异特征240

第9章 现代海面变化过程时空多尺度解析——谱系特征247

9.1内涵、数据和方法247

9.1.1时空多尺度海面变化谱系特征解析的内涵247

9.1.2研究区和数据概况248

9.1.3多尺度谱系特征分析方法250

9.2多尺度波动特征解析255

9.2.1多方法集成的海面变化序列多尺度分解谱系特征分析255

9.2.2不同尺度的波动特征分析260

9.2.3近40年海面波动的转型和阶段划分264

9.3多尺度空间分异特征解析265

9.3.1研究区海面变化的区段划分和特征比较265

9.3.2基于PCA的区域谱系集成及空间分异特征对比268

9.3.3典型站位不同时间尺度的空间分异特征研究269

第10章 现代海面变化过程时空多尺度解析——ENSO信号274

10.1海面变化记录中的ENSO信号及其解析思路274

10.1.1 ENSO事件和海面波动274

10.1.2验潮记录中的ENSO信号解析279

10.1.3卫星测高记录中的ENSO信号解析283

10.2海面变化记录中的ENSO信号提取285

10.2.1基于序列高阶统计量的验潮记录中ENSO信号提取285

10.2.2基于多尺度滤波序列的验潮记录中ENSO信号提取289

10.2.3基于主张量分析的卫星测高记录中ENSO信号提取293

10.2.4不同方法和不同数据源ENSO信号分离的对比与讨论295

10.3海面变化记录的ENSO信号时空变化过程与特征296

10.3.1验潮数据反映的ENSO信号时间-尺度特征296

10.3.2验潮数据反映的ENSO信号结构变化和空间相位关系299

10.3.3卫星测高揭示的不同ENSO事件的海面时空变化特征301

未来篇 趋势和影响预估307

第11章 海面-地面系统变化未来上升趋势预估307

11.1思路和模型307

11.1.1海面变化趋势预估的基本思路307

11.1.2时间序列预测思路与预测模型311

11.2中国沿海未来相对海面变化趋势314

11.2.1中国海面变化预估314

11.2.2短期预测试验317

11.2.3基于MGF的西北太平洋海区2050年预测322

第12章 海面-地面系统变化未来潜在影响预估330

12.1评估试验基础330

12.1.1试验设计框架330

12.1.2试验区和试验数据334

12.1.3社会经济发展预测336

12.2不同要素潜在影响情况预估340

12.2.1受影响的区域和土地利用类型340

12.2.2受影响的人口和GDP情况343

12.3考虑时空格局的潜在影响预估348

12.3.1社会经济现况的时空格局348

12.3.2不同地域受影响情况预估352

12.3.3海面上升影响的空间分异与对策355

参考文献357