近日，南方科技大学环境科学与工程学院硕士生王欣驰（第一作者），冯炼副教授（通讯作者）等科研人员在地球科学领域顶级期刊《Geophysical Research Letters》上发表了题为“High‐Resolution Mapping of Ice Cover Changes in Over 33,000 Lakes Across the North Temperate Zone”研究论文，其关联数据“北温带湖泊冰盖长时序数据集（1985-2020）”已在国家青藏高原科学数据中心（http://data.tpdc.ac.cn）发布共享，用户可开放获取。

       全球近半数的湖泊都会定期结冰，而湖泊结冰时间、破冰时间、持续时长等物候期的改变，不仅会改变生态系统的物理条件（如湖泊热储量、温度、混合层），也会对渔业、旅游等人类活动造成影响。而全球气候变暖加剧，使得湖泊冰期明显缩短，甚至退化成为非冰湖，这种情况在未来会更加严峻。然而，每个湖泊都具有独一无二的属性，也经历各不相同的气候条件变化，所以目前亟需以每个湖泊为单独个体，在全球尺度上对湖冰变化进行详细空间量化的研究。

       该研究利用1985-2020年间共计55万张Landsat卫星影像，追踪了北温带33,333个湖泊冰盖的长期变化，进而全球首次提出了北温带湖泊冰盖长时序“wall-to-wall mapping”数据集（图1）。该数据集主要包括北温带湖泊在1985-2020年间4个时段的结冰观测频率值（ICO，%）、湖泊所在位置、面积、高程等信息。设置的4个时间段分别为1985-1998（P1）、1999-2006（P2）、2007-2014（P3）以及2015-2020（P4），目的是提高计算时段内的“有效观测”次数，进而提高准确度。同时，数据仅保留P1-P4均观测有效、且面积大于1平方千米约为3万个的湖泊。该数据集可以反映近几十年来湖泊结冰情况对气候变化的响应。

图1. ICO跨期差异

       研究发现：从总体来看，这些湖泊1-3月的ICO在观测时间段内显著降低（61%-43%），这种冰盖退化的现象在欧洲中部、南部，美国北部以及亚洲中部、东部等区域最为严重（图2）；地表气温（ST）与ICO有着极强的相关性（图3，R²=0.94，p<0.05，逻辑回归关系），并且发现如果湖泊所处地表气温均值在零度附近，及逻辑回归斜率峰值附近，则可能意味着湖泊冰期将发生剧烈衰退；在研究区域内，仅有青藏高原、长江中下游湖泊的相关关系异于其余绝大多数湖泊，这可能与这些湖泊的独特属性与人类活动相关，例如青藏高原湖泊水深最高可超过100m，而长江中下游湖泊多为浅湖，水深小于2m，且受到较为严重的人类活动干扰。

图2. 四个时间段湖泊ICO变异系数（截取部分） 

图3. ICOvs.ST（截取部分） 

       该研究得到了国家自然科学基金（41971304）、中国科学院先导A专项项目（XDA20060402）、南方科技大学高水平专项经费（G02296302，G02296402）等项目的支持。

论文信息：Wang, X., Feng, L., Gibson, L., Qi, W., Liu, J., Zheng, Y., Tang, J., Zeng, Z., & Zheng, C. (2021). High‐Resolution Mapping of Ice Cover Changes in Over 33,000 Lakes Across the North Temperate Zone. Geophysical Research Letters, 48(18), e2021GL095614.

论文链接：https://doi.org/10.1029/2021GL095614

数据信息：王欣驰. (2021). 北温带湖泊冰盖长时序数据集（1985-2020）. 国家青藏高原科学数据中心, DOI: 10.11888/Hydro.tpdc.271744. CSTR: 18406.11.Hydro.tpdc.271744.

数据链接：http://dx.doi.org/10.11888/Hydro.tpdc.271744