東北地理所在中國(guó)湖冰遙感監(jiān)測(cè)的研究中取得進(jìn)展
在高緯與高海拔地區(qū)，全球約有65%左右的湖泊冬季結(jié)冰，我國(guó)除了云貴湖泊群外，都有不同程度的結(jié)冰現(xiàn)象。湖冰的光學(xué)性質(zhì)控制著冰下水體的溫度及生態(tài)系統(tǒng)變化，開(kāi)展湖冰的時(shí)空變化特征、明確湖冰光學(xué)特性，對(duì)揭示全球氣候變化背景下湖冰光輻射傳輸、能量平衡和冰下生態(tài)過(guò)程具有重要意義。
監(jiān)測(cè)湖泊冰物候變化，分析湖冰的光學(xué)特性，可為湖冰生態(tài)系統(tǒng)遙感監(jiān)測(cè)提供理論依據(jù)。中國(guó)科學(xué)院東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所水環(huán)境遙感學(xué)科組的科研人員選擇我國(guó)松嫩平原地區(qū)典型湖泊為研究對(duì)象，歷經(jīng)五個(gè)寒冬，進(jìn)行了野外調(diào)查采樣，結(jié)合MODIS衛(wèi)星數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)了湖泊冰情監(jiān)測(cè)，并系統(tǒng)分析了淡咸水湖泊冰體及冰下水體光學(xué)吸收物質(zhì)CDOM的差異。結(jié)果表明：東北地區(qū)湖冰年際變化趨勢(shì)為湖泊結(jié)凍時(shí)間逐年延后、融化時(shí)間提前、且冰封期縮短（圖1a）；冰封過(guò)程依賴于湖泊形態(tài)，而解凍過(guò)程更依賴于氣候變化；湖冰中DOC和DIC含量要明顯低于冰下水體，湖泊深度及冰厚度對(duì)湖水中污染物在冰體及冰下水體中的分布具有重要影響；與冰下水對(duì)比，湖冰中含有較多低芳香性的光學(xué)活性物質(zhì)CDOM；與淡水湖相比，咸水湖冰及冰下水體中的CDOM物質(zhì)都具有較低的芳香性（圖1b）。本研究成果可為進(jìn)一步明確湖冰與冰下水體初級(jí)生產(chǎn)力變化提供理論依據(jù)，也為高緯-高寒地區(qū)冬季湖泊管理與冰情監(jiān)測(cè)提供了技術(shù)支撐。
圖1湖泊湖冰及水質(zhì)參數(shù)變化趨勢(shì)圖; a. 2013-2016年不同湖泊湖冰變化趨勢(shì)圖, b, 湖泊冰封期質(zhì)參數(shù)變化趨勢(shì)圖
該系列研究由中國(guó)科學(xué)院東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所宋開(kāi)山研究員（第一作者和通訊作者）、楊倩博士后（第一作者）及美國(guó)印第安那大學(xué)/普渡大學(xué)Pierre-André Jacinthe教授等共同完成，得到國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（41730104，41471293）。相關(guān)結(jié)果發(fā)表在國(guó)際期刊Journal of Hydrology和International Journal of Remote Sensing。
論文鏈接: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0022169419301581
https://www.tandfonline.com/doi/abs/10.1080/01431161.2019.1579939?journalCode=tres20
Song, K., Wen, Z., Jacinthe, P.-A., Zhao, Y. and Du, J. Dissolved carbon and CDOM in lake ice and underlying waters along a salinity gradient in shallow lakes of Northeast China. Journal of Hydrology, 2019, 571: 545-558.
Yang, Q., Song, K., Wen, Z., Hao, X. and Fang, C. Recent trends of ice phenology for eight large lakes using MODIS products in Northeast China. International Journal of Remote Sensing, 2019, 1-23.
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