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我国湖泊降温效应的非对称性变化

    在当前全球极端高温事件频发的背景下,湖泊水体因较大的热容量、低反照率和低粗糙度等特征,对调节局地气候和缓解高温具有不可忽视的作用。然而,在近几十年气候变暖以及湖泊面积快速变化的双重作用下,湖泊降温效应的时空格局与演变趋势尚未在全国尺度上得到量化和深刻认知,气候环境因素与湖泊形态因素在控制湖泊降温效应中的相对重要性也尚未得到系统归因。

    针对这一科学问题,中国科学院南京地理与湖泊研究所李云良研究员团队,联合中国科学院青藏高原研究所和德国卡尔斯鲁厄理工学院气象与气候研究所,整合高分辨率再分析资料、地面观测数据与机器学习方法,构建了一套涵盖湖泊降温效应范围、强度和效率的多指标评估体系,系统量化了1980–2022年间我国265个主要湖泊的夏季降温能力,识别了降温效应的关键驱动因子。

    研究发现,我国湖泊对夏季白天最高气温有显著降温作用,湖泊降温效应平均影响范围为27.5公里,平均降温强度达1.03°C,平均降温效率为0.46°C/10公里。空间尺度上,云贵高原湖泊冷却效率最高,东北平原湖泊冷却效应最弱。演变趋势上,全国57%的湖泊降温效率呈显著增强趋势,但存在区域非对称性变化特征,其中青藏高原湖区冷却效率显著增强,而东部平原湖区则呈下降趋势。

图1. 我国湖泊降温效应的非对称性变化趋势

    归因分析进一步揭示了湖泊降温效应的主要驱动因子,结果表明湖泊降温效应的区域非对称变化主要受湖泊表面反照率、湖泊水深及周边地形等因素的协同控制。其中,反照率主导湖泊降温效应的时间变化,而水深与地形则决定其不同湖泊降温效率的空间差异。本研究基于湖泊反照率与水深的耦合关系,构建了全国尺度的湖泊降温效应分类体系,为评估和预测湖泊气候调节功能提供了全新视角,也为理解与调控极端高温下的湖泊韧性提供了关键科学支撑。

    研究成果以“Asymmetric Changes in the Cooling Capacity of China's Lakes”为题,近期发表于地学期刊《Geophysical Research Letters》,论文第一作者为特别研究助理邢子康,通讯作者为李云良研究员。该工作得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金、中国科学院青年创新促进会等项目资助。

图2. 我国湖泊降温效应的主要驱动因子

图3. 基于湖泊反照率和湖泊深度的我国湖泊降温效应分类

    文章信息:Xing, Z., Li, Y., Dai, Y., Wei, J., Zhang, E.,& Kunstmann, H. (2026). Asymmetric changes in the cooling capacity of China's lakes. Geophysical Research Letters, 53, e2025GL120047.

    论文链接:https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1029/2025GL120047