寒區淺水湖冰生消特征及其影響因素*

解 飛，張議文，盧 鵬，曹曉衛，祖永恒，李志軍

(1:大連理工大學，海岸和近海工程國家重點實驗室，大連 116024) (2:大連理工大學，海洋科學與技術學院，盤錦 124221)

全球湖泊主要集中分布于北半球地區[1]，受氣候影響一半以上的湖泊在冬季將發生凍結[2]. 湖冰的生消過程受到氣象因素(氣溫、降雨、降雪、風與太陽輻射)和水文條件(水深、面積)共同作用[3]，具有復雜的能量平衡關系與顯著的地域性特點[4]. 湖泊發生封凍會引發多種效應，例如封凍期湖泊的微生物群落豐富度增加[5]；冰下水體中葉綠素濃度相較夏天更低[6]；冰層溫升膨脹時產生的冰壓力會損害護坡[7]. 考慮到湖冰的上述重要作用，目前國內外已利用衛星遙感[8]、數值模擬[9-10]與物理模型試驗[11]對湖冰的氣候、生態和工程等問題開展大量研究，但多需利用原型試驗的觀測數據進行校驗[12-14].

國外已于中高緯度地區開展大量湖冰現場試驗，如Ariano和Brown[15]發現加拿大安大略省中部MacDonald湖、Clear湖以及Johnson湖的湖冰會經歷較多冬雨，主要通過冰上融水重新凍結的方式增加冰厚. Rouse等[16]對比了Slave湖和Bear湖的湖冰熱力特征與地表氣候，結果顯示湖泊吸收的太陽輻射是影響冰期變化的關鍵因素. Cheng等[17]根據芬蘭北部Oraj?rvi湖連續3個冬季的湖冰觀測數據發現降雨量與降雪量的模擬對于估算冰雪質量平衡至關重要. Svacina等[18]利用加拿大曼尼托巴省Malcolm Ramsay湖冰上冰雪反照率的原位測量數據，對湖冰模型反照率參數化進行了評估. 中國寒區湖冰多位于中低緯度地……