CSR mascon數(shù)據(jù)深度解析
1.? GRACE球諧系數(shù)方法的不足
對(duì)于地球重力場(chǎng)的應(yīng)用問題，我們需求高時(shí)空分辨率和信噪比，而GRACE較低的空間分辨率成為限制其發(fā)展的一個(gè)重要因素。由萬有引力定律可知，引力隨著距離的平方衰減。這種衰減還依賴于波長，即隨著距離的增加，短波引力異常比長波場(chǎng)衰減得更為迅速（The National Council, 1997）。軌道高度上的衛(wèi)星觀測(cè)得到的信號(hào)相比于地表的重力信號(hào)，其經(jīng)過衰減并且含有各類誤差和噪聲。為了恢復(fù)真實(shí)的地表重力信號(hào)，我們需要把衛(wèi)星觀測(cè)信號(hào)向下延拓，一般乘上衰減因子的倒數(shù)進(jìn)行信號(hào)放大，以得到地表真實(shí)的重力信號(hào)。但是如此一來也放大了觀測(cè)誤差，導(dǎo)致高階信號(hào)被污染。
2.??GRACE mascon產(chǎn)品的優(yōu)勢(shì)
地球重力場(chǎng)模型通常以兩種產(chǎn)品形式發(fā)布：球諧系數(shù)產(chǎn)品和Mascon產(chǎn)品。傳統(tǒng)的球諧系數(shù)產(chǎn)品前期的數(shù)據(jù)預(yù)處理比較繁瑣、使用不便。因而國際上提出了重力場(chǎng)mascon產(chǎn)品，它克服了球諧系數(shù)產(chǎn)品的不足，在產(chǎn)品中有效考慮了去除南北條帶誤差噪聲、改正了泄露誤差。目前國際上有JPL、CSR、GSFC三家機(jī)構(gòu)發(fā)布mascon產(chǎn)品，本節(jié)主要介紹CSR發(fā)布的mascon產(chǎn)品。
3.??CSR?mascon產(chǎn)品的特點(diǎn)
CSR mascon產(chǎn)品空間分辨率為0.25°，讓海陸邊界有更好的劃分，減少海陸泄露誤差。其格網(wǎng)形狀為測(cè)地線等面積的六邊形，原始分辨率在赤道格網(wǎng)的寬度約為120 km。全球被劃分為約41000個(gè)等面積的六邊形格網(wǎng)，像一個(gè)足球，每一個(gè)格網(wǎng)面積為12400平方千米。但是注意的是，在小于200000平方千米的區(qū)域要慎用。
4.CSR mascon數(shù)據(jù)分析與下載讀取
我們可以在CSR官網(wǎng)里面找到mascon產(chǎn)品? https://www2.csr.utexas.edu/grace/RL06_mascons.html
需要注意的是，The solutions with all the appropriate corrections applied (GAD, GIA, C20, C30, degree1, etc) in equi-angular grids.（此mascon產(chǎn)品應(yīng)用了GAD、GIA、C20、C30改正，因而得到的產(chǎn)品是完全不需要任何的前期數(shù)據(jù)預(yù)處理的）。
CSR_GRACE_GRACE-FO_RL06_Mascons_all-corrections_v02.nc【此產(chǎn)品為經(jīng)過數(shù)據(jù)處理的產(chǎn)品，直接讀取即可】
我們注意到官網(wǎng)還提供了其他的一些數(shù)據(jù)產(chǎn)品來為高級(jí)用戶使用，以恢復(fù)原始的數(shù)據(jù)。
主要是以下的數(shù)據(jù)產(chǎn)品：
GRACE GRACE-FO_Mascon grids (GSU)
GRACE GRACE-FO_C20 grids (MASCON_C20)
SLR C20 grids (SLR_C20)
GRACE-FO_C30 grids (MASCON_C20)
SLR C30 grids (SLR_C20)
degree 1 grids
GIA grids (GIA)
GAD grids (GAD)
主要的處理流程為：
CORRECTED_GRACE_MASCON = GSU - MASCON_C20 + SLR_C20 + DEG1 - GIA + GAD
在這個(gè)等式中，CORRECTED_GRACE_MASCON就是我們直接可以使用的格網(wǎng)產(chǎn)品【CSR_GRACE_GRACE-FO_RL06_Mascons_all-corrections_v02.nc】，如果你需要研究的對(duì)象需要考慮GIA效應(yīng)，那那么你就需要回加GIA【GIA grids (GIA)】效應(yīng)，注意CSR mascon產(chǎn)品使用的GIA模型為【A glacial isostatic adjustment (GIA) correction has been applied based on the model ICE6G-D; Peltier, W. R., D. F. Argus, and R. Drummond (2018) Comment on the paper by Purcell et al. 2016 entitled An assessment of ICE-6G_C (VM5a) glacial isostatic adjustment model, J. Geophys. Res. Solid Earth, 122】，如果你需要扣除其他的GIA模型，你也需要先回加CSR產(chǎn)品改正的ICE6G-D模型，再扣除其他GIA模型。
CORRECTED_GRACE-FO_MASCON = GSU - MASCON_C20 + SLR_C20 - MASCON_C30 + SLR_C30 + DEG1 - GIA + GAD
我們注意到，相比于GRACE模型，GRACE-FO數(shù)據(jù)多了【MASCON_C30 + SLR_C30】兩個(gè)步驟，這是需要考慮的問題。
Please note that all the grids provided (including the corrected grids) are anomalies relative to 2004.0000 - 2009.999 mean baseline.?If any user decides to undo any correction and apply their own corrections, they should compute the anomalies relative to the same mean baseline for their corrections before applying their corrections.
但是需要注意的是，由于CSR mascon扣除的背景場(chǎng)是2004.000-2009.999的平均值，因而如果要與其他的數(shù)據(jù)對(duì)比，也需要扣除同樣的背景場(chǎng)。
此外。官網(wǎng)還提供了陸地和海洋的掩膜文件：
CSR_GRACE_GRACE-FO_RL06_Mascons_v02_LandMask.nc
CSR_GRACE_GRACE-FO_RL06_Mascons_v02_OceanMask.nc
長江流域的質(zhì)量變化時(shí)間序列：
參考資料：
1.張嵐，畢業(yè)論文（2021）
2.https://www2.csr.utexas.edu/grace/RL06_mascons.html
