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    綜合新聞

    東北地理所在湖泊反照率遙感反演研究方面取得重要進(jìn)展

    文章來(lái)源:東北地理與農業(yè)生態(tài)研究所    |    發(fā)布時(shí)間:2023-02-09    |    【放大】 【縮小】  |  【打印】 【關(guān)閉

      湖泊反照率反應了水體表面對太陽(yáng)輻射的反射能力,是影響熱通量的重要的指示參數。充分認識湖泊反照率的變化機理,對于研究干旱、半干旱區的水氣相互作用特征,改進(jìn)干旱區水面過(guò)程參數化方案,改善對上層湖泊溫度的模擬,研究全球陸地能量和水汽循環(huán)具有十分重要的現實(shí)意義。然而,以往水體反照率的研究對象多為海洋水體,對內陸湖泊水體的研究較少,且目前大多數全球氣候模式(GCMs)仍然使用固定值來(lái)表示湖泊反照率,導致模式中水體反照率與實(shí)際觀(guān)測值不相關(guān)或負相關(guān)的情況出現。內陸湖泊懸浮顆粒物含量復雜多樣,富營(yíng)養化水平差異顯著(zhù),因此其反照率更加難以精確估算,這已成為制約湖泊輻射能量平衡定量研究的瓶頸。因此,迫切需要開(kāi)發(fā)湖泊反照率反演模型,揭示湖泊反照率變化的主導因素。

      針對上述問(wèn)題,東北地理所水環(huán)境遙感學(xué)科組的研究人員利用大量實(shí)測水體反照率數據和水質(zhì)數據,通過(guò)窄波段向寬波段轉換的方法,提出針對哨兵2號(Sentinel-2A)影像湖泊反照率反演的算法,同時(shí)揭示不同渾濁度水平典型湖泊反照率時(shí)空格局變化的主控因素。


    湖泊反照率遙感反演技術(shù)流程

      研究結果表明,反演模型的R2為0.62.RMSE為0.039.研究區湖泊反照率的值分布在0~0.45之間,平均值為0.14.湖泊反照率高值出現在松嫩平原湖區南部,大小在0.28~0.45之間,低值聚集區出現在齊齊哈爾湖泊群,吉林中部湖區也有低值出現,大小在0~0.10之間。典型湖泊中,反照率均值大小排列為:洋沙泡>石頭口門(mén)水庫>查干湖>月亮泡>二龍湖>新立城水庫。



    湖泊反照率遙感反演結果

      不同水質(zhì)因子中,懸浮物濃度(TSM)的大小是影響湖泊反照率空間分布的主導因子。TSM和Albedo的總體相關(guān)性達到了0.85.且在低濃度時(shí)表現出強相關(guān)性,而葉綠素-a濃度(Chl-a)和Albedo的相關(guān)性較低,為0.47.

    湖泊反照率和懸浮物濃度的關(guān)系

      該研究發(fā)表在水文學(xué)頂級期刊《Journal of Hydrology》(中科院一區TOP),由東北地理所杜嘉高級工程師(第一作者兼通訊作者)、周昊昊碩士研究生(共同通訊作者)和宋開(kāi)山研究員等共同完成。研究得到國家自然科學(xué)基金(42171374)、中國科學(xué)院戰略性先導科技專(zhuān)項課題(XDA28080500)和國家重點(diǎn)研發(fā)計劃(2021YFD1500103)等項目的共同資助。

      論文信息:Du, J*., Zhou, H*., Jacinthe, P. A., & Song, K. 2023. Retrieval of lake water surface albedo from Sentinel-2 remote sensing imagery. Journal of Hydrology, 617. 128904.

      鏈接:https://doi.org/ 10.1016/j.jhydrol.2022.128904