太湖实测水温多时间尺度变化特征及影响因素

陈 争， 王秀珍， 吕 恒， 鹿天逸， 万梓文1, ， 王 伟, 3, 4*

(1.耶鲁大学-南京信息工程大学大气环境中心， 南京 210044； 2.南京信息工程大学应用气象学院， 南京 210044； 3.南京信息工程大学 无锡研究院, 无锡 214105； 4.南京信息工程大学气象灾害预报预警与评估协同创新中心/江苏省农业气象重点实验室， 南京 210044)

水温是评价湖泊生态系统状态、功能和过程的重要参数，其时间变化特征在多种时间尺度上直接影响着湖泊的物理、化学、生物和生态过程[1]。首先，在小时尺度上，湖面温度与其上方气温的差异决定了湖泊与大气之间的感热和潜热交换[2]，为大气运动提供下边界条件，进而影响湖泊能量平衡和水分循环[3-4]。其次，湖泊与周围陆地之间的温度差异决定了水陆热力的昼夜差异，影响湖陆风发生发展和维持强度，进而促进城市热岛环流[5]，影响局地降水的时空分布[6]和流域内污染物的扩散[7]。再次，水温影响着湖泊水体中多种化学反应速度，并在季节尺度上通过改变水体热力层结影响深水区的溶解氧浓度和水生生物的数量与分布[1, 8-10]。如世界第二大淡水湖泊——坦噶尼喀湖的水体层结随水面温度升高而增强，水体垂直混合减弱，深层养分上涌减少，导致湖泊初级生产力下降了20%，鱼类产量下降了30%[11]。此外，水温的年际变化还直接影响湖泊的甲烷排放量和蓝藻爆发频率[12-13]。试验表明，水温较高阶段的甲烷排放量约为水温较低阶段的5.2倍[14]。据估计，到21世纪末，因水温升高，北方湖泊甲烷释放量将增加20%～54%[15]，湖泊蓝藻爆发频率将增加20%[16-17]。……