RSE:青藏高原湖泊透明度過去20年總體呈上升態勢
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2020-12-22 14:08
湖泊水質是青藏高原區域水環境和水生生態系統的重要組成要素,是“第二次青藏高原綜合科學考察研究”專項中評估亞洲水塔功能的重要研究內容。目前,對青藏高原湖泊水質的大范圍長時間序列調查極為缺乏。利用水質遙感(水色遙感)方法對水質參數進行反演,在海洋水色、內陸其它地區湖泊水質研究中已得到廣泛應用,但在青藏高原地區的研究尚未可見,其原因在于缺乏實測水質數據、實測水色光譜和衛星遙感數據之間建立的可靠反演模型及其充分驗證。
中科院青藏高原所湖泊與環境變化團隊基于2012-2019年野外工作采集的100多個湖面反射光譜及水質數據,利用Google Earth Engine 遙感大數據云處理平臺,驗證了青藏高原湖泊透明度遙感反演模型,并分析了過去20年湖泊透明度時空變化特征及原因。結果表明:MODIS-MODOCGA反射率產品的藍綠波段較好地指示了青藏高原湖泊水面反射率(r> 0.91, MAPE <23%),湖泊透明度反演模型達到較高精度(r=0.94, MAPE=28%)。反演結果顯示,湖泊透明度主要介于3-10米之間,并且與湖泊面積呈現顯著的正相關關系。2000-2019年期間,大于50平方千米的152個湖泊透明度主要呈上升趨勢(圖1),平均變化速率為 0.033米/年。湖泊透明度年際變化受降水影響較大(圖2),并與水體光學組分懸浮物,fDOM,葉綠素a濃度存在不同強度的相關性。該研究將有助于進一步理解氣候變化背景下青藏高原及內陸水體透明度變化特征,并且為湖泊水-氣界面熱量交換相關研究提供基礎數據與研究參考。
該成果近日以“The increasing water clarity of Tibetan lakes over last 20 years according to MODIS data”為題發表在《Remote sensing of environment》。中科院青藏高原所朱立平研究員為該論文通訊作者,我所在讀博士生劉翀為第一作者及共同通訊作者。本研究獲得中科院A類戰略性先導科技專項“泛第三極環境變化與綠色絲綢之路建設”(XDA2002010201),國家自然科學基金重點項目(41831177),第二次青藏高原綜合科學考察研究專項(2019QZKK0202)等資助。
論文鏈接:https://doi.org/10.1016/j.rse.2020.112199
圖1 青藏高原152個大于50 km2 湖泊透明度2000-2019 年際變化速率
圖2 青藏高原152個大于50 km2 湖泊透明度年際變化與流域降水、溫度之間相關性