2000～2023年蒙古高原湖冰物候变化、归因分析以及基于CMIP6和机器学习的未来情景预估

学术精汇

作者：

柯长青*1 2 蔡宇1 2 王根育1 2 3 王晶晶1 肖瑶1 2 李海丽1 2

作者单位：

1. 南京大学地理与海洋科学学院，江苏省地理信息科学与技术重点实验室，自然资源部陆地卫星遥感应用重点实验室2. 软件新技术与产业化协同创新中心3. 南海研究协同创新中心

摘要：

湖冰物候是气候变化的重要指示器，影响着湖泊与大气之间的能量交换以及湖泊的水文和生态过程。蒙古高原对气候变化高度敏感，但其湖冰物候变化尚缺乏系统研究。本研究利用2000～2023年的MODIS（中分辨率成像光谱仪）每日积雪产品，提取了蒙古高原61个湖泊的冰物候变化特征，探讨了其影响因素，并结合CMIP6（第六阶段耦合模式比较计划）气候模式数据，在不同排放情景下预估了未来湖冰物候的时空变化。结果表明，通过双星合成与临近日合成的方式去除云覆盖后，湖区MODIS数据的总体云量降低至13.77%，基于MODIS数据提取的湖冰物候与AMSR-E/2（先进微波扫描辐射计）产品具有较好的一致性。 2000～2023年蒙古高原大多数湖泊的冻结日期推迟、消融日期提前，湖冰覆盖时间缩短。湖泊属性主要与冻结过程相关，而气候因子对冻结和消融过程均有影响，且对消融日期的影响更为显著。基于随机森林模型的预估结果显示，相较于2022～2023年，在不同排放情景（SSP126、SSP245、SSP370和SSP585）下，平均冻结日期将进一步推迟，平均消融日期将提前，湖冰持续时间将继续缩短。随着辐射强迫的增强，不同阶段湖冰物候变化的差异将更加明显。研究结果对于蒙古高原适应气候变化及水资源合理利用具有重要意义。

关键词：

MODIS湖冰物候机器学习CMIP6蒙古高原

刊期：

2025，8（55）

所属栏目：

论文_表层地球

基金资助：

国家自然科学基金项目(42201135、42011530120),江苏省科技计划国际合作项目(BZ2024032)

分类号：

P343.6;P467

DOI：

10.1360/N072024-0384

页数：

页码：

2829-2848

来源期刊

中国科学:地球科学