气候变化对湖泊表面水温的影响研究及其可视化平台开发 ——以滇池为例

• 作 者: 赵藜梅
• 机 构: 云南师范大学
• 出 处: 云南师范大学
• 发表日期: 2021年01期
• 关键词: 滇池 昼夜温差 湖泊表面水温 相关性 可视化平台

近20年来,全球气候持续变暖,湖泊表面水温（Lake Surface Water Temperature）受全球气候变暖等因素的影响也在不断变化,湖泊表面水温对湖泊所在流域的生态、人文环境的影响都很显著,尤其是滇池这样的城市型湖泊,城市型湖泊对其周边城市的影响不言而喻。蓝藻水华的爆发也与湖泊表面水温的变化有很大的关系,滇池是一个典型的高原城市型湖泊,影响着昆明的气候和发展。探究气温与湖泊表面水温之间的影响,研究滇池流域的气温昼夜温差对滇池表面水温的影响是在为更好的保护、治理滇池提供理论依据和基础,而可视化平台可以更好的展示滇池气候、水温的变化情况。本文以滇池流域作为研究区,以2001-2018年滇池流域的气温（日、夜）数据和MOD11A2（日、夜）数据及Landsat和DEM数据为基础数据,采用趋势分析、突变分析等方法分析了近20年年均、季均、月均滇池的日间气温、夜间气温、气温昼夜温差、日间水温和夜间水温及昼夜水温差的变化特征（包括变化趋势和突变）,对气温昼夜温差和水温进行相关性分析,并用Pearson系数来表示二者在时间过程中的相关性。研究结果表明:（1）年均日间和夜间气温呈上升状态,日间气温的上升速率为0.0065℃/年,是非显著性上升,而夜间气温的上升速率是0.0228℃/年,年均夜间气温的上升速率大于日间气温的上升速率,因此,近20年间,滇池流域的昼夜温差值在逐渐减小,间接说明滇池对于周边气候的调节能力在降低。春季、夏季、秋季的日间、夜间气温都是上升状态,三个季节的夜间升温速率都高于日间升温速率,所以春夏秋三个季节的昼夜气温差值在2001-2018年间都在逐渐减小,进一步证明,滇池水体对其周边的环境调节能力在降低。（2）年均日间水温和夜间水温都是非显著性上升的状态,春、夏、秋三季的日间水温都是上升趋势,春季的日间水温和夜间水温的上升速率分别是0.0125℃/年和0.0484℃/年,由此得出,滇池表面水温在春季逐渐减小,反言之就是滇池水体昼夜间向大气散热更多,导致滇池表面水温下降。（3）不同时间尺度下的滇池流域气温昼夜温差对于表面水温的影响不同,年均尺度下气温昼夜温差对日间、夜间、日夜间平均水温和昼夜水温差的相关性都不显著,季尺度下,春季气温昼夜温差与日间水温的相关性较为显著,夏季气温昼夜温差与昼夜水温差呈负相关,秋季气温昼夜温差和水温的相关性也不高,冬季气温昼夜温差与日间水温和日夜间平均水温的相关性都较为显著,月尺度下的滇池流域气温昼夜温差与月尺度下的日、夜水温和平均水温、昼夜水温差的相关性显著,对其影响更大,滇池流域气温昼夜温差和滇池表面水温的时间相关性,月尺度上更容易看出来,月均气温昼夜温差对表面水温的影响更大。最后,再使用可视化的手段来展示气温和水温的数据变化过程和数据变化情况,采用React新型Web脚本样式框架和Ant Design pro框架设计一个可视化平台,来呈现2001-2018年间滇池流域日间和夜间气温,气温昼夜温差,日间和夜间滇池表面水温、昼夜水温差在不同时间尺度下的变化情况及基本数据。