海洋质量变化是由海洋与全球气候系统中其他组成部分之间的水交换引起的,例如极地冰盖和山地冰川的融化、地表径流以及海洋与大气之间的降水和蒸发等效应。定量研究、监测海洋质量变化可以为理解当前生态环境与全球气候系统的变化特征提供有效信息。2002年发射的GRACE(Gravity Recovery and Climate Experiment)重力卫星观测计划及2018年发射的后续计划GRACE Follow-On(GFO)为监测全球质量变化提供了重要机遇。由于卫星重力观测具有空间覆盖率广,对大尺度范围的质量迁移较为敏感等优点,为直接估计海洋质量变化效应的重要手段。本文基于GRACE时变重力场模型数据估计全球平均海洋质量(GMOM)变化速率。相关机构发布的GRACE数据技术文档表明,2018年5月发布的RL(Release)06数据与上一代RL05数据相比,在模型解算方法、大气及海洋等背景模型等方面均有明显改进。因此本文首先比较RL06和RL05数据,分析其在全球地表质量变化反演方面可能存在的差异,为海洋质量变化速率的更可靠估计奠定基础。本文分析了2003年1月至2016年12月间RL06与RL05 GSM数据在噪声水平和信号水平方面的差异。结果表明在误差水平的比较方面,RL06数据的平均噪声水平比RL05数据小40%左右。在信号水平的比较方面,RL06数据与RL05数据在特征点处时间序列上反映的信号水平相当。本文进而分析RL06和RL05数据在区域总质量变化及全球平均海洋质量变化估计方面的差异。结果表明在区域总质量变化速率比较方面,南极区域RL05数据表现的质量变化速率比RL06大40.22 Gt/year,而在格陵兰区域RL05数据表现的质量变化速率则比RL06小7.18 Gt/year。无论是南极还是格陵兰区域RL05与RL06数据的差异中低阶项的贡献(主要是地心项也即1阶项的贡献)起主导作用。在全球范围质量变化比较方面,本文分析了RL06与RL05数据在2005年1月至2016年12月共十二年间的GMOM变化速率。结果表明,RL06数据的GMOM变化速率估计结果(2.25 mm/year)比RL05的(2.06 mm/year)大0.19mm/year。造成这一差异的主要原因包括:(1)两者(RL05和RL06数据)分别对应的地心项(即1阶项)存在较大差异;(2)两者所对应的大气与海洋等背景模型(可用GAC数据代表)存在较大差异;(3)两者噪声水平差异及其他阶次间差异、计算产生的误差等。除此之外,本文在GRACE RL06数据基础上,进一步引入目前新发布的GRACE Follow-On RL06数据,以对更长时间段内的GMOM变化速率进行初步分析,结果表明在2003至2019这16年间(缺少了2017年6月至2018年6月间的观测数据)GMOM变化速率为2.25 mm/year。基于GRACE卫星时变重力场数据精确估计全球海洋质量变化仍然存在一系列挑战(例如,低阶项存在较大的不确定性、冰后回弹效应改正模型的显著误差等),而地震效应的影响则是目前未被足够的关注的另一影响因素。GRACE任务期间陆海边界附近区域发生的大地震效应会影响海洋质量变化信号的可靠提取,考虑到引起质量变化效应较为明显的地震包括2004.12 Mw9.1和2012.04Mw8.6苏门答腊地震,2011.03 Mw9.0 Tohoku-Oki地震以及2010.02 Mw8.8智利地震,本文主要对这四个地震所在区域进行改正分析。结果表明,上述几个大地震的效应对2003年1月至2015年12月间全球平均海洋质量变化速率的影响为-0.07±0.02 mm/year(也即,地震效应改正前2.12±0.30 mm/year vs.改正后2.05±0.30 mm/year)。虽然地震效应影响小于全球平均海洋质量变化速率目前的不确定度水平,但其为系统偏差,在精确估计全球平均海洋质量变化速率时需加以改正。尤其是随着未来卫星重力观测精度及时空分辨率的提升,考虑地震效应的影响对精准分析全球及区域海洋质量变化的意义更不容忽视。