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Geophysical Research Letters发表题为Lake cold spells are declining worldwide的重要研究成果。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。

    湖泊生态系统对气候变化的响应十分敏感。近年来，湖泊热浪的强度和持续时间均显著增加，受到了全社会的广泛关注。但湖泊寒潮现象，以及其对一些依赖低温生存的水生生物产生的重要影响目前存在研究空白。本研究基于淡水湖模型FLake的模拟结果，计算模拟了1979–2100期间全球1260个湖泊寒潮的变化。

图1 历史时期（1979–2022）的湖泊寒潮。（a-b）所有湖泊平均的湖泊寒潮持续时间（a）和平均强度（b）的变化。（c-d）湖泊寒潮持续时间（c）和平均强度（d）的变化趋势的空间分布。（e-f）历史时期前半段（1979–2000）和后半段（2001–2022）的湖泊寒潮持续时间（e）和平均强度（f）数据分布。

    结果表明，在1979–2022年期间，湖泊寒潮持续时间减少，平均每十年缩短3.96天；同时强度减弱，湖泊寒潮温度平均每十年增加0.26°C。极端事件的变化主要是由于数据分布的变化，比如均值和方差的改变会导致数据的整体移动或伸缩。

    作为湖泊水温极端事件统计解释的初步尝试，我们调查了湖泊表层水温均值和方差变化对湖泊寒潮发生的影响。结果表明，在欧洲，湖泊寒潮的减少主要是由湖泊表层水温的均值增加导致的；而在北美洲，湖泊寒潮的减少则是由于湖泊表层水温方差的变化。这一结论体现了湖泊对气候变化响应过程的复杂性和多样性。

图2 湖泊寒潮持续时间（a）和平均强度（b）的统计因子。“Mean”表示由均值变化驱动。“Variance”表示由方差变化驱动。“Both”表示由均值和方差的共同变化驱动。“Neither”表示由其它因子驱动。

    未来预估数据表明，高排放情景（SSP5-8.5）下湖泊寒潮将在21世纪末缩短19.3天、减弱1.97°C。此外，即使不考虑平均温度的变暖信号，湖泊寒潮的减弱和缩短趋势在未来也仍将持续。

    本项研究填补了湖泊冷极端事件时空分布规律及温度极端事件统计解释的空白，强调了湖泊表层水温统计特征变化的复杂性和重要性，为深入理解气候变化对湖泊生态系统的影响提供了重要依据。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。论文链接：https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1029/2024GL111300