湖泊表面温度的单通道热红外遥感反演研究——以北极滨海平原融冻湖为例

基于TM影像的单通道热红外遥感数据反演了阿拉北极滨海平原融冻湖的表面温度,利用实地湖泊水体温度传感器所测量的水体温度进行了反演结果的精度验证。通过对比4种不同的单通道热红外遥感数据地表温度反演算法,发现其反演结果均与实地测量湖表温度高度相关,但精度存在差异,其中通用单通道算法(SC^(JM&S))的湖泊表面温度反演结果精度最高,获取均方根误差达0.45K,且该算法输入参数仅需大气水汽含量一项,适用于北极滨海平原地区的湖泊表面温度反演。湖泊表面平均温度的空间插值结果表明研究区的湖泊表面温度受纬度和海洋性气候影响显著,在空间分布上具有沿内陆向滨海地区递减的趋势,且一阶趋势面的等值线与东北方向的波弗特海岸线近乎平行。

青海湖湖温预估研究

青海湖对青藏高原的生态安全有着重要作用,深入理解青海湖未来湖表温度变化特征至关重要。本文通过站点观测数据和再分析数据评估第六次国际耦合模式比较计划(Coupled Model Inter⁃comparison Project 6,CMIP6)中3个全球气候模式的常规气象数据,并利用观测数据和MODIS地表温度数据评估一维湖泊模式(Freshwater Lake Model,FLake)在青海湖的适用性,预测4种不同排放情景(SSP126、SSP245、SSP370、SSP585)青海湖未来湖温的演变趋势,阐明湖温变化的驱动机制及其对青海湖裸鲤生存环境的潜在影响。结果表明:(1)再分析数据和CMIP6多模式集合的历史气象数据优于单个模式。2015—2100年,青海湖年均湖表温度持续升高,但由于社会共享经济路径(Shared Socio⁃economic Pathway,SSP)和辐射强迫的差异,CMIP64种不同排放情景Flake模拟的湖表温度升温速率表现出明显差异。SSP126情景2050年后的升温速率低于历史水平,而在SSP245、SSP370和SSP585情景,2050年前后的升温速率均高于历史水平,气温是湖温上升的主要驱动因素。(2)未来不同时期的月、日最高湖表温度均出现在8月,近期(2021—2040年)各情景之间湖表温度差异较小,日均湖表温度基本在20.00℃以下;中期(2041—2080年)各情景间差异逐渐增大;远期(2081—2100年)8月日均湖表温度将超过20.00℃,多年日均湖表温度最高可达23.31℃,可对青海湖裸鲤的生长造成严重威胁,使其处于较高风险。

WRF_Lake湖气模式对我国太湖的湖温模拟应用评估

文章把一维热扩散湖模式成功地耦合到中尺度天气研究和预报模式WRF3.2中,建立了湖气耦合模式。并用太湖区梅梁湾获得的2010年8月11—28日的观测资料对该耦合模式模拟湖温的能力进行了初步评估。设计了3组方案进行对照试验,分别为:(1)没有加入湖模块的WRF模式试验(WRF);(2)没有对参数进行优化的原始耦合模式试验(WRF_Lake_Old);(3)对3个参数进行优化后的耦合模式试验(WRF_Lake_New)。结果表明耦合了湖泊模块并且参数优化后的湖气耦合模式(WRF_Lake_New)比没有包含湖面方案的WRF模式对太湖水温的模拟能力有了很大的改进。WRF_Lake_New能够合理地模拟出太湖梅梁湾上湖表温度的日变化,模拟的湖表温度误差范围平均在±1℃左右,模拟的空气温度平均误差范围在±0.5℃以内,模拟的感、潜热通量也与观测更为接近。该耦合模式在太湖的初步评估结果表明,该湖气耦合模式为下一步研究湖泊过程和湖气相互作用提供了重要的工具。