Долгосрочные и сезонные изменения уровня Каспийского моря по данным спутниковых гравиметрических и альтиметрических измерений

Исследуются современные изменения уровня Каспийского моря с использованием данных спутниковой радиолокационной альтиметрии и спутниковой гравиметрии. Альтиметрический ряд за 2002–2015 годы показывает снижение уровня со скоростью, примерно в 20 раз превышающей скорость глобального повышения уровня моря. Сезонные колебания также значительно больше, чем в Мировом океане. Благодаря четко определенной географической области и доминирующей величине сигнала изменения уровня моря и связанные с ними изменения массы представляют собой отличный объект для сравнения различных подходов к обработке спутниковых гравиметрических данных. Временной ряд альтиметрических измерений, полученный по данным нескольких последовательных спутниковых миссий, сопоставляется с оценками изменений массы, выведенными из данных эксперимента Gravity Recovery and Climate Experiment (GRACE) в форме решений на основе сферических гармоник (SH) и решений по масконам (mascon). После коррекции пространственной утечки в оценках GRACE SH с помощью прямого моделирования с ограничениями и учета стерических процессов и изменений запасов наземных вод данные GRACE и альтиметрические наблюдения полностью согласуются на сезонных и более длительных временных масштабах, включая линейные тренды. Это демонстрирует, что устранение ошибки пространственной утечки в оценках GRACE SH возможно и имеет критическое значение для повышения их точности и пространственного разрешения. Отличное согласие между оценками по данным GRACE и альтиметрии также подтверждает оценки стерических изменений уровня Каспийского моря. Оценки по масконам GRACE, включая решение версии 2 с улучшенным разрешением береговой линии, разработанное Лабораторией реактивного движения (Jet Propulsion Laboratory, JPL), и регуляризованное решение Центра космических исследований (Center for Space Research, CSR), также подвержены ошибкам утечки. После коррекции утечки оба решения по масконам — JPL и CSR — хорошо согласуются с альтиметрическими наблюдениями. Однако точная количественная оценка смещения, обусловленного утечкой, в решениях GRACE по масконам остается более сложной задачей.