湖冰物候是指湖面冰层的形成与消融时间，是反映当地天气和区域气候变化的敏感指标，在湖泊的水文过程和生态系统中发挥着至关重要的作用。近几十年来，随着气候持续变暖变湿，青藏高原的湖泊及其冰物候特征发生了显著变化。尽管青藏高原地区拥有数千个季节性冰封湖泊，但由于环境极端、交通不便，关于湖泊结冰和消融时间的历史观测记录依然极为稀缺。同时，湖区周边气象台站分布稀疏，也进一步限制了现场观测数据的获取。

   为弥补观测空白，越来越多的研究借助遥感技术获取青藏高原湖冰物候的长期、大尺度观测记录。其中，具备日尺度观测能力的光学遥感和被动微波遥感数据是当前主要的数据来源。光学遥感具备较高的空间分辨率，但易受云雨天气影响，导致湖冰物候提取存在较大的不确定性；相比之下，被动微波数据不受天气条件限制，但其空间分辨率较低，限制了其观测能力。在利用被动微波数据提取湖冰物候的研究中，为减少陆地亮温干扰，通常仅选取纯净水体像元进行分析。这一方法虽然提高了精度，但也使得研究集中于少数中大型湖泊。而实际上，许多陆-水混合像元中仍蕴含着宝贵的湖冰冻融信息。若能有效利用这些混合像元，将有望显著提升观测湖泊的数量与覆盖范围。

   因此，本研究基于被动微波AMSR2数据，开发了一种适用于混合像元的湖冰物候提取算法。该方法结合气温数据，去除亮温序列中的季节性波动，从而更准确地还原湖冰冻融过程中的亮温变化。利用该算法，我们成功获取了2013-2022年青藏高原182个湖泊的湖冰物候信息（图1），覆盖湖泊总面积约占高原上面积大于1平方千米湖泊总面积的81%。与以往研究相比，本研究显著增加了不受云层干扰的湖冰物候记录数量，扩展了观测湖泊的空间覆盖范围。在此基础上，我们进一步分析了青藏高原湖冰物候的空间分布特征、变化趋势及其主控因素。结果表明，湖泊冻结日期主要受纬度、面积和体积等湖泊属性的控制，而消融日期则更显著地受气温变化的影响。

图1 2013-2022年青藏高原湖冰物候空间分布。

   近年来，青藏高原经历了显著的暖湿化过程，导致湖泊的物理和化学属性发生变化。大多数湖泊的面积、水位和体积均呈上升趋势，许多咸水湖的盐度显著下降。然而，现有的湖冰物候研究往往忽视了这些湖泊属性变化的影响，其主要原因在于长期湖泊属性记录的匮乏。随着遥感技术的不断进步及野外观测数据的持续积累，青藏高原湖泊的属性信息日益丰富，为深入探究湖冰变化的驱动机制提供了新的契机。

   因此，本研究以年度湖泊面积作为湖泊形态的代表性变量，结合CMIP6模式数据，利用随机森林回归模型预估了2023-2100年青藏高原湖冰物候的未来变化趋势。结果表明，在不同SSP情景下，到2100年，湖泊冻结日期将推迟3-11天，消融日期提前2-20天，湖冰持续时间将缩短5-31天（图2）。此外，随着气候暖湿化趋势的持续发展，湖泊面积将进一步扩张，这一过程也将加速冻结日期的延迟。上述发现强调了青藏高原湖冰系统对气候变化的高度敏感性，突显出在全球气候变化背景下制定和实施有效缓解策略以保护高原湖泊生态系统的紧迫性和必要性。

图2 2023-2100年不同SSP情景下青藏高原湖冰物候的未来变化趋势。

   研究成果以“Current and Projected Changes in Lake Ice Phenology on the Tibetan Plateau: Impacts of Climate Change and Lake Expansion”为题发表在NI期刊Journal of Geophysical Research: Atmospheres上。皇冠现金网 蔡宇副研究员为第一和通讯作者。参与这项研究的还有皇冠现金网 柯长青教授、肖瑶博士、沈校熠博士、李海丽博士，以及研究生王梓霏和王晶晶。该项研究得到了国家自然科学基金（42201135）和国家重点研发计划项目子课题（2022YFC3202104）联合资助。

论文信息：

Yu Cai, Yao Xiao, Xiaoyi Shen, Haili Li, Zifei Wang, Jingjing Wang, Chang-Qing Ke (2025). Current and Projected Changes in Lake Ice Phenology on the Tibetan Plateau: Impacts of Climate Change and Lake Expansion. Journal of Geophysical Research: Atmospheres, 130(11): e2025JD043623. //doi.org/10.1029/2025JD043623.