Page 85 - 《高原气象》2026年第1期

1 期 王甜甜等：1980－2022年青海湖湖表温度和湖泊热浪的变化及成因探究 81
表2 TPMFD与刚察气象站数据分析
Table 2 Data analysis of TPMFD and Gangcha
Meteorological Station
气温 比湿 风速
数据类型
/℃ / （g·g ） （m·s ）
-1
/
-1
相关系数 0. 96 0. 84 0. 74
偏差 0. 55 0. 00068 -0. 31
均方根误差 0. 59 0. 00069 0. 38
TPMFD数据变化速率/（10a） -1 0. 48 0. 0001 -0. 101
刚察气象站数据变化速率/（10a） -1 0. 44 0. 0001 -0. 248

4. 2 模拟结果评估
图2 湖泊热浪定义 本研究使用 2021 年 5 -11 月的原位观测 0. 5 m
Fig. 2 Lake heatwave definition 水温、 2013 年 5 月至 2015 年 5 月的原位观测湖表温
度（Li et al， 2016）及 2003 -2020 年的 MODIS 观测
（Control， T ）多年平均的差值， 从而得知各气象
CTL
因素对湖表温度、 湖泊热浪频次及总天数的贡献， 地表温度评估了 TPMFD 的模拟结果。2021 年， 模
拟的湖水温度与观测湖水温度呈现出极高的相关
各气象因子贡献百分比的具体计算公式如下：
性， 二者相关系数达 0. 99， 偏差为 0. 25 ℃， 均方根
Con i = T CTL - T i （4） 误差为 0. 58 ℃［图 3（a）］。2013 年 5 月 10 日至 2015
T CTL - T all
式中： i 为 6 个气象要素， 分别为气温（AT）、 比湿 年 5 月模拟结果与观测的湖表温度相关系数为
（Q）、 风速（U）、 向下长波辐射（LW）、 向下短波辐 0. 96， 偏差为-0. 10 ℃， 均方根误差为 2. 65 ℃［图 3
（b）］。2003 -2022 年模拟的湖表温度与 MODIS 观
射（SW）和气压（P）； T 、 T 分别为控制试验和气
all
CTL
象要素全部去趋势后的模拟湖表温度。 测 地 表 温 度 平 均 的 相 关 系 数 为 0. 98， 偏 差 为
0. 87 ℃， 均方根误差为 2. 20 ℃［图 3（c）］。已有研
4 再分析数据及模拟结果评估 究表明 MODIS 的地表温度通常略低于实际观测的
湖表温度且 MODIS 使用的是连续 8 天的平均地表
4. 1 TPMFD再分析数据气象要素评估
温度（Crosman and Horel， 2009； Su et al， 2019）， 这
刚察气象站观测数据包括比气温、 比湿、 风
导致 MODIS 的观测与模拟结果会存在一定的误
速、 气压、 日照时数等气象要素， 但由于气压的变
差， 虽然多年模拟结果与 MODIS 观测的湖地温度
化不大且为了避免使用日照时数计算向下长波辐
偏差和均方根误差稍大， 但这与当前研究一致（Xu
射时带来的误差， 因此本研究使用 1980 -2017年刚
et al， 2023； Lu et al， 2018）， MODIS 对于模拟结果
察气象站的气温、 比湿和风速对 TPMFD 再分析数
的评估依旧具有良好效果。
据进行评估（表 2）。TPMFD再分析数据的气温、 比
湿和风速与刚察气象站观测值的相关系数依次为 5 1980-2022年青海湖热浪变化
0. 96、 0. 84 和 0. 74， 偏差分别为 0. 55 ℃、 0. 00068 5. 1 湖表温度变化
-1
-1
g·g 和 -0. 31 m·s ， 均方根误差分别为 0. 59 ℃、
青海湖 1980-2022 年的多年平均湖表温度为
-1
0. 00069 g·g 和0. 38 m·s 。TPMFD气温的变化速 -1
-1
5. 22 ℃， 年均湖表温度总体呈现出0. 35 ℃·（10a）
-1
率［0. 48 ℃·（10a））］与 观 测 气 温 的 变 化 速 率 （p<0. 05）的 上 升 趋 势 。 1980 年 ， 湖 表 温 度 为
-1
［0. 44 ℃·（10a） ］很 接 近 ， TPMFD 比 湿 的 变 率 4. 77 ℃， 而到了 2022 年， 湖表温度上升到了整个
［0. 0001 g·g ·（10a） ］与观测值一致， TPMFD 风 时间段内的最高值 6. 32 ℃， 显示出青海湖有明显
-1
-1
速 的 变 率［ -0. 10 m·s ·（10a） ］较 观 测［ -0. 25 的增温现象。可以看出在 1980 -1997年期间， 很多
-1
-1
-1
-1
m·s ·（10a） ］略小， TPMFD 和刚察气象站的气 年份的湖表温度是低于多年平均湖表温度， 而从
温、 比湿和风速的变化速率均通过了 95% 的显著性 1997 年之后， 湖表温度逐渐稳定在 5. 22 ℃之上，
检验， TPMFD 的气象数据能够有效反映青海湖地 并且超出的幅度逐渐增大（图4）。
区的气象特征。 青海湖暖季（5 -10 月）各月的湖表温度均呈增