Throughout the past decade, the Gravity Recovery and Climate Experiment (GRACE) has given an unprecedented view on global variations in terrestrial water storage. While an increasing number of case studies have provided a rich overview on regional analyses, a global assessment on the dominant features of GRACE variability is still lacking. To address this, we survey key features of temporal variability in the GRACE record by decomposing gridded time series of monthly equivalent water height into linear trends, inter-annual, seasonal, and subseasonal (intra-annual) components. We provide an overview of the relative importance and spatial distribution of these components globally. A correlation analysis with precipitation and temperature reveals that both the inter-annual and subseasonal anomalies are tightly related to fluctuations in the atmospheric forcing. As a novelty, we show that for large regions of the world high-frequency anomalies in the monthly GRACE signal, which have been partly interpreted as noise, can be statistically reconstructed from daily precipitation once an adequate averaging filter is applied. This filter integrates the temporally decaying contribution of precipitation to the storage changes in any given month, including earlier precipitation. Finally, we also survey extreme dry anomalies in the GRACE record and relate them to documented drought events. This global assessment sets regional studies in a broader context and reveals phenomena that had not been documented so far.

中文翻译：

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从 GRACE 评估全球储水变化：趋势、季节性周期、次季节异常和极端情况

在过去的十年中，重力恢复和气候实验 (GRACE) 对全球陆地储水量的变化给出了前所未有的看法。虽然越来越多的案例研究对区域分析提供了丰富的概述，但仍然缺乏对 GRACE 变异性主要特征的全球评估。为了解决这个问题，我们通过将月等效水高的网格时间序列分解为线性趋势、年际、季节性和亚季节（年内）分量，调查了 GRACE 记录中时间变异的关键特征。我们概述了这些组件在全球的相对重要性和空间分布。与降水和温度的相关性分析表明，年际和亚季节异常都与大气强迫的波动密切相关。作为一个新颖之处，我们表明，一旦应用了足够的平均滤波器，就可以从每日降水中统计重建每月 GRACE 信号中的月度 GRACE 信号中的高频异常（部分解释为噪声）。该过滤器整合了任何给定月份中降水对存储变化的时间衰减贡献，包括较早的降水。最后，我们还调查了 GRACE 记录中的极端干旱异常，并将它们与记录在案的干旱事件联系起来。这项全球评估将区域研究置于更广泛的背景下，并揭示了迄今为止尚未记录的现象。我们表明，对于世界上大部分地区的月度 GRACE 信号中的高频异常（部分被解释为噪声），一旦应用了足够的平均滤波器，就可以从每日降水中进行统计重建。该过滤器整合了任何给定月份中降水对存储变化的时间衰减贡献，包括较早的降水。最后，我们还调查了 GRACE 记录中的极端干旱异常，并将它们与记录在案的干旱事件联系起来。这项全球评估将区域研究置于更广泛的背景下，并揭示了迄今为止尚未记录的现象。我们表明，对于世界上大部分地区的月度 GRACE 信号中的高频异常（部分被解释为噪声），一旦应用了足够的平均滤波器，就可以从每日降水中进行统计重建。该过滤器整合了任何给定月份中降水对存储变化的时间衰减贡献，包括较早的降水。最后，我们还调查了 GRACE 记录中的极端干旱异常，并将它们与记录在案的干旱事件联系起来。这项全球评估将区域研究置于更广泛的背景下，并揭示了迄今为止尚未记录的现象。一旦应用了足够的平均滤波器，就可以从每日降水中统计重建。该过滤器整合了任何给定月份中降水对存储变化的时间衰减贡献，包括较早的降水。最后，我们还调查了 GRACE 记录中的极端干旱异常，并将它们与记录在案的干旱事件联系起来。这项全球评估将区域研究置于更广泛的背景下，并揭示了迄今为止尚未记录的现象。一旦应用了足够的平均滤波器，就可以从每日降水中统计重建。该过滤器整合了任何给定月份中降水对存储变化的时间衰减贡献，包括较早的降水。最后，我们还调查了 GRACE 记录中的极端干旱异常，并将它们与记录在案的干旱事件联系起来。这项全球评估将区域研究置于更广泛的背景下，并揭示了迄今为止尚未记录的现象。