شماره ركورد
25065
شماره راهنما
MAP3 20
عنوان
بررسي تغييرات كوتاه مدت بارگذاري جرم يخ در منطقه گرينلند با آناليز سريهاي زماني دادههاي ژئودتيك
مقطع تحصيلي
دكتري
رشته تحصيلي
مهندسي نقشه برداري
دانشكده
مهندسي عمران و حمل و نقل
تاريخ دفاع
1404/06/15
صفحه شمار
67 ص.
استاد راهنما
دكتر حميد مهرابي , دكتر عليرضا اميري سيمكوئي
استاد مشاور
دكتر سيد محسن خضرائي
كليدواژه فارسي
سريهاي زماني موقعيت ايستگاههاي GNSS , ورقه يخ گرينلند , فعاليتهاي كوتاه مدت جرم يخ , دادههاي آبوهوايي ماهوارهGRACE , برآورد هارمونيك كمترين مربعات , آناليز طيفي تكين مونت كارلو
چكيده فارسي
چكيده
فعاليتهاي صنعتي انسانها و توليد گازهاي گلخانهاي را ميتوان از اصليترين دلايل پديده "گرمايش كره زمين " معرفي كرد. از مهمترين نشانههاي گرم شدن كره زمين، ذوب شدن ورقههاي يخ روي سطح كره زمين است. در حال حاضر، ورقه يخ گرينلند يكي از دو ورقه يخ اصلي روي سطح كره زمين است. تغييرات جرم يخ در ورقه يخ گرينلند تحت تاثير و گرمايش كره زمين از دلايل اصلي رصد مستمر اين ورقه با استفاده از تكنيكهاي مختلف است. از اصلي ترين دادههاي مورد استفاده در رصد تغييرات جرم اين ورقه، دادههاي جرم يخ ماهواره GRACE و GRACE-FO و سريهاي زماني ثبت شده در ايستگاههايGNSS واقع در حاشيه سنگي ورقه يخ گرينلند هستند.
درحالي كه برخي از پژوهشها جابهجاييهاي قائم ثبت شده در ايستگاههاي GNSS را با بالا آمدگيهاي به دست آمده از دادههاي GRACE در منطقه گرينلند تلفيق ميكنند، يك ديدگاه ديگر در مطالعه دادههاي GNSS منطقه گرينلند، بررسي نقش تعادل جرم يخ در بجابهجاييهاي قائم ثبت شده توسط ايستگاههاي GNSS است. اندازهگيريهاي تغييرات جرم ورقه يخ در دو دهه گذشته نشان داده است كه بخش قابل توجهي از كاهش جرم در حاشيه گرينلند، جايي كه ايستگاههاي GNET در آن قرار دارند، رخ داده است. بنابراين، منطقي است كه انتظار داشته باشيم ايستگاههاي GNSS به اين پديده حساس باشند. در پژوهش پيشرو نيز چنين ديدگاهي نسبت به مطالعه ورقه يخ گرينلند دنبال ميشود.
در رساله پيشرو دو هدف اصلي در آناليز سريهاي زماني مربوط به منطقه گرينلند دنبال شد. هدف اول توسعه الگوريتم MCSSA با استفاده از تجزيه چولسكي و روش LSVCE به حالت چندمتغيره بود. پس از توسعه تئوري رياضي اين روش به حالت چندمتغيره، سريهاي زماني مولفه قائم ايستگاههاي GNET با استفاده از اين روش آناليز شدند. هدف دوم در رساله پيشرو، تعيين نقش سريهاي زماني مولفه قائم ايستگاههاي GNET در رصد تغييرات جرم ورقه يخ گرينلند بود. در پي اين هدف، سريهاي زماني جرم يخ ماهواره GRACE در منطقه گرينلند با استفاده از روش LS-HE جهت كشف رفتارهاي هارمونيك اصلي آناليز شدند. همچنين با استفاده از حالت مدوله شده روش LS-HE فركانس تغييرات دامنه در رفتارهاي هارمونيك فصلي در سريهاي زماني مولفه قائم ايستگاههاي GNET بررسي شد.
در توسعه الگوريتم MCSSA در حالت چند متغيره بهبود عملكرد اين روش در تشخيص رفتارهاي معنادار، با افزايش تعداد كانالهاي مطالعاتي و در حضور نويز رنگي تاييد شد. در آناليز هارمونيك سريهاي زماني دادههاي جرم يخ ماهواره GRACE معناداري يك رفتار هارمونيك با دوره تناوب ده ساله در سطح اطمينان 99% تاييد شد. بررسي پاسخ الاستيك پوسته زمين به اين تغييرات جرم يخ، مدولاسيون دامنه رفتارهاي هارمونيك فصلي با فركانس مشابه را مشخص كرد. تشابه الگو زماني و مكاني فعاليت هاي جرم يخ و تغييرات دامنه هارمونيكهاي فصلي در سريهاي زماني ايستگاههاي GNSS، نقش حائز اهميت سريهاي زماني مولفه قائم ايستگاههاي GNET را در رصد تغييرات جرم ورقه يخ گرينلند تاييد كرد. در بخش نهايي پژوهش، رفتار سريهاي زماني 16 ايستگاه GNSS بر اساس فركانسهاي كشف شده روش LS-HE و مولفههاي معنادار استخراج شده از روش MCSSA بازسازي شد. براي همه ايستگاهها، مقدار عددي پارامتر RMSE در بازسازي رفتارها بر اساس روش LS-HE از مقدار عددي اين پارامتر در بازسازي رفتارها بر اساس روش MCSSA كمتر بود.
كليدواژهها: سريهاي زماني موقعيت ايستگاههاي GNSS، ورقه يخ گرينلند، فعاليتهاي كوتاه مدت جرم يخ، دادههاي آبوهوايي ماهوارهGRACE ، برآورد هارمونيك كمترين مربعات، آناليز طيفي تكين مونت كارلو
كليدواژه لاتين
GNSS position time series , Greenland ice sheet , Short term ice mass activities , GRACE satellite climate data , Least Squares Harmonic Estimation , Monte Carlo Singular Spectrum Analysis
عنوان لاتين
Investigating short term ice mass loading variations in Greenland through geodetic time-series analysis
گروه آموزشي
مهندسي نقشه برداري
چكيده لاتين
Abstract
The industrial revolution and greenhouse gas emissions are key factors in causing global warming. A significant indicator of this phenomenon is the melting of ice sheets, notably the Greenland ice sheet. Variations in ice mass within the Greenland ice sheet, driven by global warming, necessitate continuous monitoring of the ice sheet using diverse techniques. The primary data for tracking mass changes come from gravity observations of GRACE and GRACE-FO missions and time-series data collected at GNSS stations in the rocky margins Greenland region.
Some studies combine recorded uplifts from GNET stations with uplifts derived from GRACE data, while others focus on investigating the role of ice mass balance in the uplifts observed by GNET. Ice mass changes measurements over the past two decades indicate that a significant portion of Greenlandʹs mass loss has occurred along the Greenland margin, where GNET stations are located. Consequently, it is reasonable to expect GNSS stations to be sensitive to these phenomena. This study also follows this perspective toward the Greenland ice sheet.
The first goal of the study was to develop the MCSSA algorithm using Cholesky decomposition and the LSVCE method in multivariate mode. After developing the mathematical theory of the method to the multivariate mode, the vertical component time series of GNET stations were analyzed using this method. The second objective of the thesis was to determine the role of the vertical-component time series of GNET stations in monitoring mass changes of the Greenland ice sheet. Building on this objective, the GRACE satellite ice-mass time series for the Greenland region were analyzed using the LS-HE method to detect the principal harmonic behaviors. Using the modulated mode of the LS-HE method, the frequency of amplitude changes in the seasonal harmonic behaviors of the vertical-component time series of GNET stations was investigated
In the development of the MCSSA algorithm in multivariate mode, improvements were made in significant harmonic detection by increasing number of channels in the presence of colored noise. The thesis also involved estimating and reconstructing harmonic behaviors of GNSS and GRACE data using the LS-HE method. The elastic Earthʹs crust response to nonlinear changes of ice mass is in amplitude modulation of seasonal harmonic behaviors. In the final phase of the study, the time series from 16 GNSS stations were reconstructed using the frequencies identified by the LS-HE method and the significant components extracted from MCSSA. For all stations, the RMSE value in reconstructions based on LS-HE was lower than the RMSE for reconstructions based on MCSSA.
Keywords: GNSS position time series, Greenland ice sheet, Short term ice mass activities, GRACE satellite climate data, Least Squares Harmonic Estimation, Monte Carlo Singular Spectrum Analysis.
تعداد فصل ها
6 فصل
فهرست مطالب pdf
146660
نويسنده