Lakes as components of the Tibetan Plateau climate system (LaTiCS): Internal mixing processes and lake-atmosphere interaction
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Das bilaterale deutsch-chinesische Projekt vereinte zwei Forschungsteams mit komplementären Erfahrungen und gemeinsamen Forschungsinteressen. Das Projekt widmete sich der Aufdeckung spezifischer Merkmale des thermischen und Mischungsregimes von Seen auf dem tibetischen Plateau auf Zeitskalen von turbulenten bis zu saisonalen und der Untersuchung der Eigenschaften des Energieund Wasserkreislaufs zwischen Atmosphäre und Seen. Der Fokus des Projekts lag auf der Beschaffung der fehlenden Informationen über die Rückkopplungen und Mechanismen des thermischen Regimes von Seen auf dem tibetischen Plateau. Die spezifischen Untersuchungsgebiete waren der Süßwassersee Ngoring (der größte See in der Quellregion des Gelben Flusses des tibetischen Plateaus und der höchste Süßwassersee auf dem tibetischen Plateau) und der Brackwassersee Qinghai, der größte See Chinas. Die entscheidende Neuheit des Projekts bestand in Gewinnung fehlende in-situ-Informationen über die interne Seedynamik und die See-Atmosphären-Interaktion über dem tibetischen Plateau. Während des Projekts wurde eine Messstation im Lake Ngoring installiert, die erste Daten zum Wärmehaushalt und zur Durchmischung des Sees während der eisbedeckten Zeit lieferte. Mehrere Feldkampagnen auf den beiden Seen wurden durch gekoppelte See-Atmosphäre-Modellierung und Analyse von Fernerkundungsdaten ergänzt, die es ermöglichten, spezifische Merkmale des Seewärmehaushalts und der See-Atmosphäre-Interaktion aufzudecken. Die Haupttreiber für die erfassten spezifischen Mechanismen sind die hohe Sonneneinstrahlung und die geringen Niederschläge auf dem tibetischen Plateau. Ihre kombinierten Effekte sind nichtlinear und in der Luft-Land-Interaktion über dem komplexen Gelände mit Tausenden von Seen nicht leicht erkennbar und müssen bei der Betrachtung großskaliger Prozesse auf dem Plateau sorgfältig berücksichtigt werden. Unsere Ergebnisse unterstreichen den Mangel an In-situ-Beobachtungen und die Notwendigkeit kontinuierlicher Überwachungsprogramme auf dem tibetischen Plateau. Der Einblick in die bisher unbekannten Eigenschaften der Luft-Land-Interaktionen auf dem tibetischen Plateau hat das Potenzial, eine effektive Anwendung in Seeparametrisierungsschemata der großräumigen Landoberflächenmodelle zu finden, die dadurch eine Verbesserung der numerischen Wettervorhersage (NWP) und Klimaprojektionen für aride und alpine Regionen versprechen. Darüber hinaus liefern die gewonnenen Daten zu Temperatur, Wärmeflüsse und Sonneneinstrahlung einen umfassenden Benchmark für Modellverifikation und -optimierung.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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(2017). Seasonal thermal regime and climatic trends in lakes of the Tibetan highlands. Hydrology and Earth System Sciences, 21(4), 1895-1909
Kirillin, G., Wen, L., & Shatwell, T.
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(2018). New profiling and mooring records help to assess variability of Lake Issyk-Kul and reveal unknown features of its thermohaline structure. Hydrology and Earth System Sciences, 22(12), 6279-6295
Zavialov, P. O., Izhitskiy, A. S., Kirillin, G. B., Khan, V. M., Konovalov, B. V., Makkaveev, P. N, Zhumaliev, K. M.
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(2019) Ice cover decay and heat balance in Lake Kilpisjärvi in Arctic tundra, Journal of Limnology
Leppäranta M.，Kirillin G.，Wen L.
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(2019) Numerical study on the response of the largest lake in China to climate change, Hydrology and Earth System Sciences, 23(4): 2093-2109
Su D.， Hu X.， Wen L., … Kirillin, G.
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(2020). Effects of the Largest Lake of the Tibetan Plateau on the Regional Climate. Journal of Geophysical Research: Atmospheres, 125(22)
Su, D., Wen, L., Gao, X., … Kirillin, G.
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(2020). Turbulence in the stratified boundary layer under ice: observations from Lake Baikal and a new similarity model. Hydrology and Earth System Sciences, 24(4), 1691-1708
Kirillin, G., Aslamov, I., Kozlov, V., Zdorovennov, R., & Granin, N.
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(2021). An Automatic Method to Detect Lake Ice Phenology Using MODIS Daily Temperature Imagery. Remote Sensing, 13(14), 2711
Zhang, X., Wang, K., & Kirillin, G.
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(2021). Ice‐covered lakes of Tibetan Plateau as solar heat collectors. Geophysical Research Letters, e2021GL093429
Kirillin, G. B., Shatwell, T., & Wen, L.
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(2021). Lake heatwaves under climate change. Nature, 589(7842), 402-407
Woolway, R. I., Jennings, E., Shatwell, T., Golub, M., Pierson, D. C., & Maberly, S. C.
