NIGLAS
“地理科学摇篮 湖泊研究基地”
Science Bulletin：全球湖泊热浪加剧
近日，来自中国科学院南京地理与湖泊研究所等单位的多名学者在Science Bulletin发表题为More rapid lake heatwaves的重要研究成果。
在气候变化背景下，极端事件的频率和强度不断增加，对自然环境和人类社会造成了不容忽视的影响。湖泊热浪这一湖泊表层水温的极端事件近年来引起了研究者们的广泛关注。已有大量研究发现，伴随湖泊表层变暖，湖泊热浪的强度和时长呈增强趋势。在此基础上，该研究聚焦于湖泊热浪的建立、发展与衰退过程，探索各个发展阶段湖泊热浪的时空变化，并且揭示了背后的物理驱动机制。
研究调查了全球1340个湖泊，使用淡水湖模型FLake模拟逐日表层水温，识别1979–2022期间的湖泊热浪，并以湖泊热浪最大强度的出现时间为分界点，将湖泊热浪划分为建立期和衰退期。研究发现，1979至2022期间，湖泊热浪建立需要的时间比衰退更长，这说明湖泊热浪形成较为缓慢。湖泊深度与湖泊热浪的衰退过程密切相关，浅水湖泊的热浪衰退更快。在时间变化上，湖泊热浪的建立速率和衰退速率均呈上升趋势，1979–2022的全球平均变化速率均为每十年增加0.02 °C day-1。
图1 湖泊热浪建立和衰退阶段各指标的定义方法
未来预估结果表明，到21世纪后期，湖泊热浪将变得更加剧烈，发生频率和强度显著增加。特别是在高排放情景（SSP5-8.5）下，湖泊热浪的建立速率将持续加快，而消退速率在21世纪后叶呈现减小趋势，且热浪事件之间的恢复期持续缩短，这说明湖泊热浪建立加剧，湖泊生态系统的恢复能力将受到更大挑战。
图2 1979–2022湖泊热浪的变化。第一列为全球平均的结果。第二列为各湖泊变化趋势的空间分布。
在物理驱动机制方面，研究发现湖泊热浪的发生和衰退过程主要由湖泊表层能量收支驱动，其中在建立阶段，长短波辐射起主要作用，在衰退阶段，潜热通量起主要作用。
本研究填补了湖泊热浪发展过程时空变化规律和物理驱动机制的空白，为建立科学的湖泊热浪检测和预警体系提供了重要依据。
图3 湖泊热浪建立和衰退阶段的物理驱动因子
研究得到国家自然科学基金和研究所青年科学家小组等项目的联合资助。论文第一作者为中国科学院南京地理与湖泊研究所和南京大学的联合培养博士研究生王溪雯，通讯作者为湖泊与流域水安全重点实验室施坤研究员。
论文链接：
https://doi.org/10.1016/j.scib.2024.08.036
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