寒区浅水湖冰生消特征及其影响因素*

解 飞，张议文，卢 鹏，曹晓卫，祖永恒，李志军

(1:大连理工大学，海岸和近海工程国家重点实验室，大连 116024) (2:大连理工大学，海洋科学与技术学院，盘锦 124221)

全球湖泊主要集中分布于北半球地区[1]，受气候影响一半以上的湖泊在冬季将发生冻结[2]. 湖冰的生消过程受到气象因素(气温、降雨、降雪、风与太阳辐射)和水文条件(水深、面积)共同作用[3]，具有复杂的能量平衡关系与显著的地域性特点[4]. 湖泊发生封冻会引发多种效应，例如封冻期湖泊的微生物群落丰富度增加[5]；冰下水体中叶绿素浓度相较夏天更低[6]；冰层温升膨胀时产生的冰压力会损害护坡[7]. 考虑到湖冰的上述重要作用，目前国内外已利用卫星遥感[8]、数值模拟[9-10]与物理模型试验[11]对湖冰的气候、生态和工程等问题开展大量研究，但多需利用原型试验的观测数据进行校验[12-14].

国外已于中高纬度地区开展大量湖冰现场试验，如Ariano和Brown[15]发现加拿大安大略省中部MacDonald湖、Clear湖以及Johnson湖的湖冰会经历较多冬雨，主要通过冰上融水重新冻结的方式增加冰厚. Rouse等[16]对比了Slave湖和Bear湖的湖冰热力特征与地表气候，结果显示湖泊吸收的太阳辐射是影响冰期变化的关键因素. Cheng等[17]根据芬兰北部Orajärvi湖连续3个冬季的湖冰观测数据发现降雨量与降雪量的模拟对于估算冰雪质量平衡至关重要. 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测量数据，对湖冰模型反照率参数化进行了评估. 中国寒区湖冰多位于中低纬度地……