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近日，中國科學(xué)院空天信息創(chuàng)新研究院（空天院）、可持續(xù)發(fā)展大數(shù)據(jù)國際研究中心（SDG中心）水環(huán)境遙感團隊在湖泊水溫大范圍動態(tài)監(jiān)測與模擬方面取得重要進展。團隊融合遙感與數(shù)值模擬技術(shù)，重建了青藏高原160個湖泊1978-2017年逐日水溫數(shù)據(jù)。該數(shù)據(jù)產(chǎn)品已同步發(fā)布在“國家青藏高原科學(xué)數(shù)據(jù)中心”和Zenodo數(shù)據(jù)共享平臺。相關(guān)研究成果發(fā)表在《地球系統(tǒng)科學(xué)數(shù)據(jù)》。
湖泊水溫是區(qū)域水分與能量平衡的重要變量，也是湖泊水生生態(tài)系統(tǒng)的控制性參數(shù)。由于常規(guī)地面觀測的局限，青藏高原湖泊水溫觀測數(shù)據(jù)普遍缺乏。團隊集成遙感與數(shù)值模擬技術(shù)，發(fā)展了水溫數(shù)據(jù)重建的技術(shù)框架，突破了模型數(shù)據(jù)要求高而移植性差的局限，實現(xiàn)了多相態(tài)下湖泊水溫的動態(tài)模擬，揭示了青藏高原湖泊水溫的時空演化規(guī)律及其對氣候變化的響應(yīng)。
其中，團隊重建了廣覆蓋、長時序的湖面溫度數(shù)據(jù)產(chǎn)品。針對青藏高原的湖泊水熱平衡的基本特征及數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，團隊對湖泊一維能量平衡模型加以改進，并借助Google Earth Engine（GEE）平臺，基于MOD11A1數(shù)據(jù)獲取全湖平均溫度的時間序列對模型進行率定和驗證，首次重建了青藏高原160個湖泊的1978-2017年逐日湖面溫度數(shù)據(jù)集。該數(shù)據(jù)產(chǎn)品覆蓋范圍廣、時間跨度較長、時間分辨率高，可為認識青藏高原湖泊能量平衡對氣候變化的響應(yīng)提供重要的技術(shù)和數(shù)據(jù)支撐。進一步的檢驗表明，該數(shù)據(jù)產(chǎn)品與地面實測湖面溫度有很好的一致性。
基于重建的湖面溫度時間序列，團隊揭示了青藏高原湖面溫度的時空演化規(guī)律。研究發(fā)現(xiàn)，近40年來青藏高原絕大多數(shù)湖泊的表面溫度均呈上升趨勢，升溫速率約每10年0.01~0.47℃，冬季升溫比夏季更顯著，南部湖泊升溫速率高于北部湖泊。此項研究成果對于未來進一步評估氣候變化對青藏高原湖泊水熱收支變化的影響具有重要價值。
此外，團隊發(fā)展的技術(shù)框架也具有較強的通用性和可移植性，未來可為聯(lián)合國可持續(xù)發(fā)展目標“保護和恢復(fù)與水有關(guān)的生態(tài)系統(tǒng)，包括山地、森林、濕地、河流、地下含水層和湖泊”（SDG-6.6）提供監(jiān)測數(shù)據(jù)，并揭示水溫變化對湖泊水質(zhì)和水生生物群的影響，為湖泊水質(zhì)和水生生物群的監(jiān)管提供重要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和決策依據(jù)。
相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.5194/essd-14-3411-2022
相關(guān)數(shù)據(jù)鏈接：http://www.tpdc.ac.cn/zh-hans/data/db95e56d-37af-49d9-9e2c-f654067bcc3d/;
https://doi.org/10.5281/zenodo.4718437
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