Зміни абсолютного рівня моря на мареографічній станції у Владиславові на основі даних часових рядів з використанням різних пакетів програмного забезпечення

https://doi.org/10.23939/istcgcap2018.02.013
Надіслано: Жовтень 01, 2018
Переглянуто: Листопад 22, 2018
Прийнято: Грудень 20, 2018
1
Кафедра аеронавігації, факультет навігації, Польський університет військово-повітряних сил
2
Кафедра геодезії, факультет цивільного будівництва, охорони навколишнього середовища та геодезії, Кошалінський технологічний університет

У цій статті представлено геоцентричні зміни рівня моря на мареографічній станції у Владиславові (північний захід Польщі). Ці зміни були розраховані на основі даних часових рядів GNSS та мареографічних спостережень. Для оцінки геоцентричного тренду зміни рівня моря використовувалися різні пакети програмного забезпечення, такі як Hector, GITSA, GGMatlab та Statistica. Результати показують, що зазначені програмні пакети дають подібні значення абсолютних змін рівня моря у Владиславові і оцінюються приблизно в 3 мм на рік. Розглянуті комп`ютерні програми характеризуються різним ступенем візуалізації та простотою використання. Найбільшою складністю при використанні програм є підготовка необхідного формату даних та їх інсталяції в програмному середовищі, наприклад, Matlab. В цілому, можна зробити висновок, що програмний пакет Hector, завдяки простоті підготовки вхідних даних, можливості обчислень в он-лайн режимі та вибору різних моделей похибок вважається найбільш оптимальним для аналізу часових рядів геофізичних явищ, таких наприклад, як зміна рівня моря. Найменш рекомендованим для даного типу аналізу часових рядів є програмний пакет Statistica.

  1. Altamimi, Z., P. Sillard, & C. Boucher. (2002). ITRF2000: A new release of the International Terrestrial Reference Frame for earth science applications. J. Geophys. Res., 107(B10), 2214, doi:10.1029/2001JB000561, 2002.
  2. Akaike, H. (1974). A new look at the statistical model identification. IEEE Transactions on Automatic Control, 19(6), 716–723.
  3. Baarda W. (1968). A testing procedure for use in geodetic networks, Computing Centre of the Delft Geodetic Institute, Netherlands Geodetic Commission, Publications on Geodesy, New Series, 2, 5
  4. Bitharis, S., Ampatzidis, D., Pikridas Ch., Fotiou. A., Rossikopoulos, D., & Schuh. H. (2017). The Role of GNSS Vertical Velocities to Correct Estimates of Sea Level Rise from Tide Gauge Measurements in Greece. Marine Geodesy, 40(5), 297–314, https://doi.org/10.1080/01490419.2017.1322646
  5. Blewitt, G. (2003). Self-consistency in reference frames, geocenter definition, and surface loading of the solid Earth. J. Geophys. Res., 108(B2), 2103, doi:10.1029/2002JB002082,
  6. Blewitt, G., W. C. Hammond, & C. Kreemer (2018). Harnessing the GPS data explosion for interdisciplinary science, Eos, 99, https://doi.org/10.1029/2018EO104623.
  7. Bos, M. S., Fernandes, R. M. S., Williams, S. D. P., & Bastos, L. (2008). Fast error analysis of continuous GPS observations. J. Geodesy, 82 (3), 157–166.
  8. Bos, M. S., Fernandes, R. M. S., Williams, S. D. P., & Bastos, L. (2013). Fast Error Analysis of Continuous GNSS Observations with Missing Data. J. Geod., 87(4):351–360.
  9. Bronsztejn I. N., Siemiendiajew K. A., Musil G., & Muhlig H. (2004). Modern Compendium of Mathematics, in Polish, Wydawnictwo Naukowe PWN
  10. Box, G. E., Jenkins, G. M., Reinsel, G. C., & Ljung, G. M. (2015). Time series analysis: forecasting and control, John Wiley and Sons, 5th edition, ISBN: 978-1-118-67502-1
  11. Cazenave, A., Bonnefond, P., Mercier, F., Dominh, K., & Toumazou, V. (2002): Sea level variations in the Mediterranean Sea and Black Sea from satellite altimetry and tide gauges, Global and Planetary Change, 34(1), 59–86.
  12. Dziadziuszko, Zb., & Jednorał T. (1987). Wahania poziomów morza na polskim wybrzeżu Bałtyku. Dynamika Morza (6), Studia i Materiały Oceanologiczne, 52.
  13. Ekman, M. (1984). Impacts of geodynamic phenomena on systems for height and gravity, Bulletin Géodésique, 63, 281–296
  14. Fu, L. L., & Cazenave, A. (Eds.). (2000). Satellite altimetry and earth sciences: a handbook of techniques and applications (Vol. 69), Elsevier.
  15. Gazeaux, J., Williams, S., King, M., Bos, M., Dach, R., Deo, M., ... & Teferle, F. N.. (2013). Detecting offsets in GPS time series: First results from the detection of offsets in GPS experiment. Journal of Geophysical Research: Solid Earth118(5), 2397–2407.
  16. Grgić, M., Nerem, R. S., Bašić, T. (2017). Absolute Sea Level Surface Modeling for the Mediterranean from Satellite Altimeter and Tide Gauge Measurements, Marine Geodesy, 40(4), 239–258.
  17. Goudarzi M. A., Cocard, M., Santerre, R., Woldai, T. (2013). GPS interactive time series analysis software, GPS Solution (2013) 17:595–603, DOI 10.1007/s10291-012-0296-2
  18. Herring, T. (2003). MATLAB tools for viewing GPS velocities and time series, GPS Solution, January 2003GPS Solutions 7(3):194-199 DOI: 10.1007/s10291-003-0068-0
  19. IPCC. (2014). Climate Change 2014: Impacts, Adaptation, and Vulnerability. Part A: Global and Sectoral Aspects. Contribution of Working Group II to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change [Field, C. B., V. R. Barros, D. J. D]
  20. Kalas, M. (1993). Characteristics of sea level changes on the Polish Coast of the Baltic Sea in the last forty-five years. Proc. of International Workshop, SEA CHANGE’ 93 — Sea Level Changes and their Consequences for Hydrology and Water Management, Nordvvijkerhout, Netherlands, 1, 51–60.
  21. King, R. W. (2002). Documentation for the GAMIT GPS analysis software, MIT Internal Report, 206 p (http://www-gpsg.mit.edu/~simon/gtgk/GAMIT.pdf)
  22. King, R. W, & Herring, T. (2002). Global Kalman filter VLBI and GPS analysis program, MIT Internal Report, 98 p (http://wwwgpsg. mit.edu/simon/gtgk/GLOBK.pdf)
  23. Łyszkowicz, A. (1995). Relative Mean Surface Topography Along the Southern Part of Baltic Sea. Artificial Satellites, Planetary Geodesy, (25), 133–141
  24. Montag, H. (1967). Bestimmung rezenter Niveauverschiebangen aus langjährigen Wasserstandsbeobachtungen der Südlichten OstSeeküste, (Doctoral dissertation, Verlag nicht ermittelbar).
  25. Pajak K., Kowalczyk K. (2018). A comparison of seasonal variations of sea level in the southern Baltic Sea from altimetry and tide gauge data, Advances in Space Research, Available online 7 December 2018, https://doi.org/10.1016/j.asr.2018.11.022
  26. Richter A., Groh A., & Dietrich, R. (2012). Geodetic observations of sea-level change and crustal deformation in the Baltic Sea region, Physics and Chemistry of the Earth, Parts A/B/C, 53, 43–53
  27. Schwarz, G. (1978). Estimating the Dimension of a Model. The Annals of Statistics, 6(2):461–464.
  28. Vermeer, M., Kakkuri, J., Mälkki, P., Boman, H., Kahma, K. K. & Leppäranta, M. (1988). Land uplift and sea level variability spectrum using fully measured monthly means of tide gauge readings.
  29. Wöppelmann, G., Sacher, M., Adam, J., Gurtner, W., Harsson, B. G., Ihde, J., Schlüter, W. (Eds. Ihde J., Sacher M.). (2002). Report on EUVN tide gauge data collection and analysis, European Vertical Reference Network, Sub-Commission for Europe (EUREF).
  30. Wöppelmann G., Marcos, M. (2016). Vertical land motion as a key to understanding sea level change and variability. Reviews of Geophysics, 54.1, 64–92. doi:10.1002/2015RG000502