近日，我院教师与合作者在《The Innovation》发表了北极湖泊地表水显著增加的最新研究成果。论文第一作者为我院徐南副教授，通讯作者为清华大学地球系统科学系卢麾教授，多伦多大学地理与规划系李纹宇博士后与香港大学地理系与地球科学系宫鹏教授为主要合作者。
《The Innovation》是由中国科学院青年创新促进会与Cell Press共同创办的综合性国际期刊。目前有来自全球19个国家的135位编委会成员，其中40%编委来自海外，包含诺贝尔奖获得者及数十位各国院士。基于Web of Science 2024年6月底发布的最新影响因子 (Impact Factor，33.2)，《The Innovation》处于全球综合性学术期刊的第三位，仅次于《Nature》和《Science》。
北极地区广泛分布着大量湖泊，它们不仅是区域水循环、碳循环和能量平衡的关键组成部分，并且在为野生动物提供栖息地、维护生物多样性和供应淡水等方面也发挥着至关重要的作用。然而，在过去几十年全球快速变暖的背景下，北极湖泊对气候变化的响应机制仍不明晰。因此，迫切需要获取北极湖泊变化的准确信息，以便更好地监测区域水资源动态，并评估其对生态和社会经济产生的影响。
此前，已有相关研究利用500米分辨率的MODIS卫星图像时间序列，构建了SWI（Superfine Water Index）水体指数，发现82%的北极湖泊集中地区的湖泊水域呈现减小趋势。然而，由于MODIS影像分辨率较低、对植被变化和浑浊度较为敏感，该研究所得出的北极地表水普遍萎缩的结论仍有待商榷。因此，迫切需要更为有力的证据来揭示北极地表水体的动态变化趋势。
本研究通过卫星高度计为观测北极地表水动态变化提供了新的视角。卫星高度计可以直接测量湖泊的水位，进一步结合湖泊面积估算水储量变化以表征湖泊增减趋势，能够有效避免SWI水体指数易受周边地物光谱干扰的问题。本文通过卫星高度计数据与30米空间分辨率的Landsat光学影像，获取北极湖泊集中地区的湖泊水储量变化，并分析湖泊水储量变化趋势的时空特征。
绘制的研究区湖泊水储量变化趋势的空间分布图（图1A）显示，在北极范围内，北美洲的湖泊水储量变化趋势呈现出相对平衡的增减特征，而欧亚大陆的湖泊则表现出明显的增加。图1B和图1C所示为2000至2020年间，湖泊水储量呈现131.90 km3/yr的增长趋势，水储量增加和减少的湖泊分别呈现413.69 km3/yr和-281.79 km3/yr的变化趋势。其中，54.39%（3094个）的湖泊在此期间水储量增加，只有45.61%（2595个）的湖泊水储量下降（图1D）。总体上，水储量增长的湖泊共增加了8687.45 km3，而缩小的湖泊共减少了5917.64 km3。
该研究得到国家自然科学基金（42101343）、第二次青藏高原综合科学考察研究项目（2019QZKK0206）以及江苏省自然科学基金面上项目（BK20240258）等项目的支持。
参考文献：Xu, N., Li, W., Gong, P., & Lu, H. (2024). Satellite altimeter observed surface water increase across lake-rich regions of the Arctic. The Innovation, 5(6): 100714. DOI: 10.1016/j.xinn.2024.100714.