東北地理所在中國湖冰遙感監(jiān)測的研究中取得進展
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，開展湖冰的時空變化特征、明確湖冰光學(xué)特性，對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)過程具有重要意義。
監(jiān)測湖泊冰物候變化，分析湖冰的光學(xué)特性，可為湖冰生態(tài)系統(tǒng)遙感監(jiān)測提供理論依據(jù)。中國科學(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松嫩平原地區(qū)典型湖泊為研究對象，歷經(jīng)五個寒冬，進行了野外調(diào)查采樣，結(jié)合MODIS衛(wèi)星數(shù)據(jù)實現(xiàn)了湖泊冰情監(jiān)測，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)湖冰年際變化趨勢為湖泊結(jié)凍時間逐年延后、融化時間提前、且冰封期縮短（圖1a）；冰封過程依賴于湖泊形態(tài)，而解凍過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）。本研究成果可為進一步明確湖冰與冰下水體初級生產(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)變化趨勢圖; a. 2013-2016年不同湖泊湖冰變化趨勢圖, b, 湖泊冰封期質(zhì)參數(shù)變化趨勢圖
該系列研究由中國科學(xué)院東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所宋開山研究員（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，得到國家自然科學(xué)基金項目（41730104，41471293）。相關(guān)結(jié)果發(fā)表在國際期刊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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