南科大冯炼团队发表利用时序遥感数据追溯北温带湖冰时空动态过程的研究成果
2021年10月25日 科研新闻 浏览量 :1451

 近日,南方科技大学环境科学与工程学院副教授冯炼团队在地球科学领域顶级期刊Geophysical Research Letters上发表题为“High‐Resolution Mapping of Ice Cover Changes in Over 33,000 Lakes Across the North Temperate Zone”的最新研究成果。

微信图片_20211022170148.jpg       全球近半数的湖泊都会定期结冰。而湖泊结冰时间、破冰时间、持续时长等物候期的改变,不仅会改变生态系统的物理条件(如湖泊热储量、温度、混合层),也会对渔业、旅游等人类活动造成影响。而全球气候变暖加剧,使得湖泊冰期明显缩短,甚至退化成为非冰湖,这种情况在未来会更加严峻。然而,每个湖泊都具有独一无二的属性,也经历各不相同气候条件变化,所以目前亟需以每个湖泊为单独个体,在全球尺度上对湖冰变化进行详细空间量化的研究。

该研究利用1985-2020年间共计55万张Landsat卫星影像,追踪了北温带33,333个湖泊冰盖的长期变化,提供了第一个北温带湖泊冰盖长时序“wall-to-wall mapping”数据集(图1,数据见文末链接)。研究还发现:从总体来看,这些湖泊1-3月的冰覆盖频率(ICO,%)在观测时间段内显著降低(61%-43%),这种冰盖退化的现象在欧洲中部、南部,美国北部以及亚洲中部、东部等区域最为严重(图2)。

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图1. ICO跨期差异

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图2.四个时间段湖泊ICO变异系数(截取部分) 

地表气温(ST)与ICO有着极强的相关性(图3,R2=0.94,p<0.05,逻辑回归关系),并且发现如果湖泊所处地表气温均值在零度附近,及逻辑回归斜率峰值附近,则可能意味着湖泊冰期将发生剧烈衰退。在研究区域内,仅有青藏高原(Region 1)、长江中下游(Region 2)湖泊的相关关系异于其余绝大多数湖泊。这可能与这些湖泊的独特属性与人类活动相关,例如青藏高原湖泊水深最高可超过100m;长江中下游湖泊多为浅湖,水深小于2m,且受到较为严重的人类活动干扰。

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图3.ICOvs.ST(截取部分) 

南科大环境科学与工程学院硕士生王欣驰为论文的第一作者,冯炼为论文的通讯作者。南科大是论文第一单位。该研究得到了国家自然科学基金、中国科学院先导A专项项目、南方科技大学高水平专项经费等的支持。

 

论文链接:

https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1029/2021GL095614 

 

供稿:环境科学与工程学院

通讯员:晏梓添

主图:丘妍

编辑:朱增光

 


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