青藏高原典型氣候區中尺度湖泊月變化特征獲揭示

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青藏高原湖泊眾多，被稱為 “亞洲水塔”，湖泊面積約占全國湖泊總面積的57.6%，是我國主要的湖泊分布區之一。自20世紀90年代末以來，受全球變暖影響，青藏高原地區大部分內陸湖泊呈現擴張趨勢，南部的湖泊出現一定萎縮。青藏高原的內陸湖泊因其地理位置偏遠，較少受到人類活動影響，因此其動態變化可以很好地反映出氣候變化對湖泊的影響，是氣候變化的重要“指示器”。

基于遙感數據和2018年在三個典型湖泊內陸湖架設的自動氣象站以及定期開展的水文觀測，中國科學院青藏高原研究所地氣作用與氣候效應團隊對三個處于不同氣候區的典型內陸湖泊（巴木錯、拉昂錯和龍木錯）進行了湖泊水量年際變化及月變化計算，評估了氣候變化對湖泊的影響。研究人員發現，對湖泊變化影響最大的氣候因子是降水和氣溫，由于位于不同的氣候區，主導湖泊變化的氣候因子也不同。

根據青藏高原地區的大氣環流場和局地干濕條件，研究團隊將青藏高原劃分為季風區、西風區和西風-季風協同作用區，選取其中相鄰且地形條件相同的三組湖泊：位于季風區的巴木錯-蓬錯，位于西風區的龍木錯-松木西錯和位于西風-季風協同作用區的拉昂錯-瑪旁雍措。三組湖泊的面積、水位、水量變化趨勢均不盡相同，從年水量相對變化（相較于2012年湖泊水量）來看，位于季風區的巴木錯和蓬錯在2017年以前相對穩定；位于西風-季風協同作用區的拉昂錯和瑪旁雍措表現不同，拉昂錯逐年萎縮而瑪旁雍措在2020年前較為穩定，之后水量減少；位于西風區的龍木錯和松木西錯呈逐年擴張趨勢。從2018年-2021年的月相對變化（相對于每一年有湖泊水位觀測的第一個月）來看，位于季風區的巴木錯水量相對變化逐年增加，具有明顯的季節性變化；位于西風季風協同作用區的拉昂錯在2019年有明顯的水量變化，2020和2021年水量變化相對穩定；位于西風區的龍木錯同樣是2019年有明顯的水量變化，可能與2019年西風帶異常波動有關。

為了進一步理清不同氣候因子對湖泊變化的影響，作者對氣溫、降水、相對濕度和風速與湖泊變化的相關性進行了計算。通過排序發現，不同氣候區主導湖泊變化的氣候因子不同，且不同時間段的主導因子也不同。在季風區，氣溫升高是促進湖泊擴張的主要原因；在西風-季風協同作用區，蒸發增加是導致湖泊萎縮的主要原因；在西風區，降水增加是促進湖泊擴張的主要原因。

科研人員定量解析了三個位于不同氣候區的湖泊水量變化，評估了不同氣候因子對湖泊水量變化的影響，為定量研究不同氣候因子對湖泊變化的貢獻度提供了重要科學依據。

近日，該研究結果以“Interannual and Monthly Variability of Typical Inland Lakes on the Tibetan Plateau Located in Three Different Climatic Zones”為題發表在《Remote Sensing》。我所在讀研究生馬衛垚和柏靈為第一作者，馬偉強研究員為通訊作者。本研究獲得國家自然科學基金項目(41830650)、中國科學院第二次青藏高原綜合科學考察研究(2019QZKK0103)和中國科學院戰略重點研究計劃(XDA20060101)共同資助。

論文信息：Ma, W.; Bai, L.; Ma, W*.; Hu, W.; Xie, Z.; Su, R.; Wang, B.; Ma, Y. Interannual and Monthly Variability of Typical Inland Lakes on the Tibetan Plateau Located in Three Different Climatic Zones. Remote Sens. 2022, 14, 5015.

圖1 研究區所處位置及地形

圖2 2013-2021年的湖泊水量相對變化(相對于2012年), (a) 季風區湖泊, (b) 西風-季風協同作用區湖泊, (c) 西風區湖泊

圖3 2019-2021年湖泊水量相對月變化和降水月變化, (a, b)巴木錯湖泊水量相對變化和降水, (c, d)拉昂錯湖泊水量相對變化和降水, (e, f)龍木錯湖泊水量相對變化和降水

表1 湖泊面積與氣候因子的相關性分析