寒区浅水湖冰生消特征及其影响因素

• 作者: 解飞 张议文 卢鹏 曹晓卫 祖永恒 李志军
• 来源期刊: 湖泊科学
• 关键词: 湖冰 生消特征 冰底热通量 冰厚 降雨 降雪 浮式观测平台
• 年，卷（期）: 2021,（5）
• 所属期刊栏目: 研究论文——水文与水资源保护|Research papers—Hydrology and water resources protection
• 页码范围: 1552-1563
• 页数: 12页
• 语种: 中文
• DOI: 10.18307/2021.0523

摘要

基于2019-2020期间在盘锦市含章湖利用浮式观测平台开展湖冰原型观测试验,分析不同因素对湖冰变化造成的影响.结果 表明:99 d冰期内湖冰的生消过程可概述为:湖泊封冻(3 a)-稳定生长(62 d)-冰厚稳定(7 d)-加速消融(24 d)—破碎分解(3 d).生长期冰厚的平均增长速率为0.4 cm/d,最大冰厚为30.7 cm;不同深度(5～17 cm)冰温对气温变化的响应存在滞后性,滞后时间为70～158 min,冰温与气温的最大相关系数为0.52～0.89;降雨过程造成冰面反照率由0.22降至0.09,影响了冰内温度以及冰下40 cm以内的浅层水温,但14 mm的降雨量并未引起表面冰厚增加;降雪过程造成冰面反照率由0.25升至0.90,同时阻碍了5 cm以内的浅层冰温对气温变化的响应,但风速长时间大于8m/s时会导致冰面积雪被吹散,冰面重新裸露;消融期冰厚的衰减过程呈抛物线趋势,存在显著的加速过程,融化速率由0.3 cm/d逐渐增加到2.7 cm/d;湖冰生长期的冰底热通量均值为4.8 W/m2;到消融期增加至8.1 W/m2,为生长期的1.7倍;太阳辐射与湖冰边界侧向融化是导致湖冰加速融化的关键因素.本研究填补了国内湖冰冻融全过程实测资料的空缺,为湖冰热力学模型的改进提供了科学支撑.