冻结湖泊在世界范围内分布广泛，影响着局地气候和水资源变化。青藏高原地区湖泊众多，受观测条件限制，对湖泊冻融过程的认识有限。
为此，中国科学院青藏高原研究所地气作用与气候效应团队基于实地观测、卫星产品和WRF-Lake模式模拟，在考虑冰面动量粗糙度、太阳辐射传输和降雪积累的情况下，研究了高海拔典型大湖—纳木错的冰下热动力演变和湖气交换过程。研究结果表明：默认的WRF-Lake模式模拟能够再现冻结湖泊的热动力演变过程，但存在冰下增温偏缓、结冰偏早和升华高估的模拟偏差；为进一步改进以上模拟不足，基于纳木错冬季涡动观测，模拟得到的冰面动量粗糙度估算（1.65×10-4m）相比模式默认（1×10-3m）偏小约一个量级，造成湖泊升华量减少；太阳辐射在冰下水体中传输引起湖体变暖，模式能够有效复现冰下变暖现象。考虑湖冰表面积雪随时间的动态演变过程后，其冷却作用引起湖温降低和化冰的显著推迟，并引起升华的进一步减弱。通过综合考虑以上三个冰期过程，能够有效改善WRF-Lake模式对湖泊冰下热力结构、冰物候和升华量模拟的准确性。该研究系统分析了高海拔大型湖泊的冻融过程，对认识湖泊水资源及其气候影响具有重要意义。
上述研究成果以“A Comprehensive Study on the Ice Freeze-Thaw Process in a High-Elevation Large Lake of the Tibetan Plateau”为题，在国际知名期刊《Journal of Geophysical Research: Atmospheres》上发表。我所王宾宾研究员和马耀明研究员为共同通讯作者，我所与兰州大学联合培养的博士生石兴东为第一作者。
该研究获国家自然科学基金（42230610，U2242208，42075085）、第二次青藏高原综合科学考察研究（2019QZKK0103）和中国科学院青年创新促进会（2022069）的共同资助。
论文链接：https://doi.org/10.1029/2024JD042750
图1 (a) 纳木错地区；(b1) 期多岛；(b2) 纳木错小湖；(c1) 期多岛自动站观测；(c2) 纳木错小湖涡动观测；(c3) 纳木错站边界层塔观测。
图2 2011-2014年3年冰期（12月1日- 5月31日）观测点湖深 (a) 6 m和 (b) 36 m的水温变化（单位：）
彩色实线表示四次实验，黑色实线表示湖温观测值。
图3 纳木错模拟结冰日期 (a) 和化冰日期 (b) 的年际变化
彩色实线表示四次实验，黑色实线表示来自三组遥感数据集的平均冰物候观测值。
图4 2017-2018年纳木错的 (a) 升华日变化和 (b) 平均日升华量
