東北地理所在不同因素變化對湖泊反照率影響機制方面取得重要進展
湖泊反照率是湖泊水面反射的太陽輻射能量與入射太陽輻射能量的比值，直接影響水-氣界面的輻射特征與能量平衡，對局地氣候、生態(tài)環(huán)境有重要影響。然而，以往水體反照率的研究對象多為海洋水體，缺乏對湖泊反照率的長期系統(tǒng)觀測與研究，影響湖泊反照率的主控因子也有待進一步厘定。
針對上述問題，東北地理所水環(huán)境遙感學(xué)科組的研究人員采集了不同湖泊的反照率數(shù)據(jù)和水質(zhì)數(shù)據(jù)，揭示了太陽高度角、水質(zhì)參數(shù)、風(fēng)速等多種因子對湖泊反照率的影響機制。
研究結(jié)果表明，采樣區(qū)湖泊反照率大小主要集中在0.04-0.28之間，反照率>0.10的湖泊所占比例較大，為73%。反照率數(shù)值較大的湖泊是洋沙泡和查干花泡。從空間分布規(guī)律來看，吉林西部大部分湖泊反照率較大，其大小分布在0.10-0.28之間，吉林中東部湖泊反照率較低，值分布在0.04-0.10之間。
圖1 采樣點湖泊反照率空間分布
影響因素方面：①太陽高度角是湖泊反照率變化的首要控制因子。湖泊反照率隨著太陽高度角增大而降低；② 在不同太陽高度角區(qū)間內(nèi)，湖泊反照率值均呈現(xiàn)隨懸浮物濃度升高而增大的趨勢。對于總懸浮物中無機顆粒物占主導(dǎo)的水體，其內(nèi)部反射的散射輻射量主要由水體內(nèi)的無機懸浮物含量決定，而后者能將部分透射進入水體中的太陽短波輻射經(jīng)后向散射重新返回大氣。③ 湖泊反照率和葉綠素a濃度（Chl-a）在低太陽高度角時無明顯相關(guān)性。在高太陽高度角時，反照率呈現(xiàn)隨Chl-a濃度升高而升高的正相關(guān)關(guān)系，但相較于懸浮物濃度對湖泊反照率大小的貢獻程度，Chl-a濃度要小得多。④ 風(fēng)浪通過影響淺水湖泊懸浮物濃度從而間接影響湖泊反照率。⑤ CDOM和顆粒物吸收在較短波長具有強吸收作用，影響入射太陽輻射的分配及其光譜分布。但并無足夠證據(jù)表明CDOM和顆粒物吸收會使湖泊反照率降低，本研究區(qū)內(nèi)湖泊反照率的變化主要取決于無機顆粒物的后向散射特性。
圖2 不同因子和湖泊反照率的關(guān)系
該研究發(fā)表在國際環(huán)境科學(xué)與生態(tài)學(xué)期刊《Ecological Indicators》（IF=6.263），由東北地理所杜嘉高級工程師（第一作者兼通訊作者）、周昊昊碩士研究生（共同通訊作者）和宋開山研究員等共同完成。研究得到國家自然科學(xué)基金（42171374）、中國科學(xué)院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項課題（XDA28080500）和國家重點研發(fā)計劃（2021YFD1500103）等項目的共同資助。
論文信息：Du, J*., Jacinthe, P. A., Song, K., & Zhou, H*. 2023. Water surface albedo and its driving factors on the turbid lakes of Northeast China. Ecological Indicators, 146, 109905.
鏈接：https://doi.org/ 10.1016/j.ecolind.2023.109905
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