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Arid
DOI10.27204/d.cnki.glzhu.2021.000414
巴丹吉林沙漠湖冰物候对气候变化与水循环的响应
庄立超
出版年2021
学位类型硕士
学位授予单位兰州大学
中文摘要过往在巴丹吉林沙漠开展的研究主要聚焦于水文循环过程与特征、植被物候特征、陆气相互作用、湖泊群成因与补给来源、千年尺度与年代尺度环境演变与气候变化等,在巴丹吉林沙漠对现代和年际气候变化与水文循环响应等基本科学问题上的研究尚不充分,且使用的气象数据多为沙漠边缘临近气象站点的观测数据,如何在年际时间尺度上获得准确的指标反映近年来及资料缺测时期巴丹吉林沙漠湖泊对现代气候变化与水文循环的响应是值得深入开展的。在实地考察的基础上集合多源遥感影像识别和野外原位观测数据分析,我们发现巴丹吉林沙漠腹地绝大多数湖泊存在冬季结冰的现象,许多研究表明湖冰物候在很多区域可以被当做气候变化的代用指标之一,因此本论文主要研究湖冰物候能否作为指示巴丹吉林沙漠(极端干旱区)湖泊对现代气候变化与水文循环响应的指标或证据?若能,其响应机制是什么。通过收集Landast、Sentinel-2、GF-1、GF-6、MODIS等系列多源遥感数据和研究团队在巴丹吉林沙漠过往获取的气象、水文、湖泊形态特征等原位观测数据及周边地区气象数据,本研究提取了巴丹吉林沙漠腹地及周边地区典型湖泊近20年湖冰物候特征并分析其变化趋势及影响因素,得出的主要结果和结论如下:(1)巴丹吉林沙漠腹地湖泊的冻结-消融空间模式大致可归纳为以下四种:第一种:湖冰自湖岸蔓延至湖心、冻结早的区域融化晚;第二种:湖冰自湖岸蔓延至湖心、冻结早的区域融化早;第三种:湖冰自湖泊一岸扩展至另一岸、冻结早的区域融化晚;第四种:湖冰自湖泊一岸扩展至另一岸、冻结早的区域融化早。(2)泉水、地下水与湖水混合后降低局部水体的湖泊总溶解性固体(Total dissolved solids,TDS),从而使湖水冰点升高而使该块水体更易于冻结是巴丹吉林沙漠湖泊群大部分湖泊湖冰冻结的最初形式。湖冰物候的冻结-消融空间模式受泉水与地下水补给条件、TDS、气象条件、湖泊形态等多因素的共同控制,同一沙山两侧或同一湖盆内的孪生湖泊冻结-消融空间与时间特征之间的差异性是这些影响因素的综合反映。此外每年2月一些湖泊存在岸边湖冰消融更加迅速和湖水水温异常上升的现象,这种情况指示了2月地下水补给量大幅增加,亦即湖冰物候在一定意义上是巴丹吉林沙漠湖泊群接受区域深层地下水补给的直接反映。(3)2000-2020年巴丹吉林沙漠腹地及周边地区典型湖泊湖冰物候特征及变化趋势呈现较大的差异。通过对湖冰物候影响因素的分析证明了巴丹吉林沙漠腹地及周边地区湖泊冻结过程更取决于湖泊形态和湖盆局部气温等因素,而消融过程则更容易受到气温和TDS的影响。巴丹吉林沙漠腹地及周边地区湖泊湖冰物候能够准确地反映沙漠及周边地区的冬半年气候变化情况,其变化趋势与气温变化紧密相关。索果诺尔(苏泊淖尔)和布尔德的冻结-消融过程与11月和3月平均气温之间有极强的联系,因此在沙漠外围11月和3月的升温背景下,索果诺尔和布尔德的冻结期明显延长,消融期显著缩短,封冻期天数也随之迅速减小。巴丹吉林沙漠腹地典型湖泊的湖冰物候可以较好地反映巴丹吉林沙漠腹地与周边地区1至2月的气候变化,根据对湖冰物候的统计分析发现近20年来巴丹吉林沙漠腹地呈现1、2两个月气温缓慢波动下降的趋势。(4)从持续时间上看,沙漠腹地湖泊封冻期与完全封冻期远小于沙漠周边地区,开始冻结时间较晚,开始消融时间较早,既有TDS的差异影响,也是“暖岛效应”的再次证明。
中文关键词巴丹吉林沙漠 ; 湖冰物候 ; 气候变化 ; 水文循环 ; 响应机制
语种中文
国家中国
中图法分类号P339;P467
资源类型学位论文
条目标识符http://119.78.100.177/qdio/handle/2XILL650/373127
作者单位兰州大学
推荐引用方式
GB/T 7714		 庄立超. 巴丹吉林沙漠湖冰物候对气候变化与水循环的响应[D]. 兰州大学,2021.
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