青藏高原地温分布图是基于程国栋(1984)提出的多年冻土稳定型划分指标(表1),利用统计模拟的年变化深度地温数据划分的。利用地理加权回归方法,融合2010年左右233个钻孔年变化深度处的年平均地温数据和遥感积雪日数、GLASS叶面积指数、SoilGrids250m的土壤沙粒含量、土壤粘粒含量、土壤粉粒含量、土壤有机质和土壤体密度数据产品、中国气象局陆面数据同化系统(CLDAS)输出的二版土壤湿度产品和融合了近4万区域自动气象站和FY2/EMSIP降水产品的融合产品。估计得到了代表2010年代的青藏高原1km分辨率年冻土稳定性分布图。数据格式为Arcgis Raster。
冉有华
南北极海冰数据集原始数据由美国国家冰雪数据中心(The National Snow and Ice Data Center:NSIDC)通过遥感数据生成,数据格式为geotiff格式与image格式,数据空间分辨率为25km,时间分辨率为日。数据内容是南北极的海冰范围及海冰密集度。本研究工作通过对南北极海冰的范围与海冰密集度后处理后生成netcdf格式产品。产品数据包含1979-2019年南北极海冰范围与海冰密集度数据,其时间分辨率为逐日,覆盖范围为南极与北极,水平空间分辨率为12.5km,海冰范围矩阵中数据值为1表示该网格为海冰,海冰密集度用0-1000表示,该网格值除以10即为该网格海冰密集度值。
叶爱中
高质量的多年冻土图是多年冻土环境效应研究和寒区工程应用的基础数据。该数据集是在系统整编青藏高原2005-2015年共237个钻孔位置年变化深度年平均地温测量数据基础上,利用支持向量回归模型融合了这些地面观测与遥感冻结指数、融化指数、积雪日数、叶面积指数、土壤容重、高程和高质量的土壤水分再分析资料, 集合模拟了代表2005-2015年的青藏高原1km分辨率年平均地温分布图。10折交叉验证表明,模拟的年平均地温的均方根误差约为0.75 °C, 偏差约0.01 °C。基于高海拔多年冻土稳定性分类体系,利用年平均地温,划分了多年冻土的热稳定类型。数据显示,青藏高原多年冻土面积约115.02 (105.47-129.59) *104 km2, 其中, 极稳定型(<-5.0 °C)、稳定型(-3.0~-5.0 °C)、亚稳定型(-1.5~-3.0 °C)、过渡型(-0.5~-1.5 °C)和不稳定型(>-0.5 °C)多年冻土面积分别为0.86*104 km2, 9.62*104 km2, 38.45*104 km2, 42.29*104 km2和23.80*104 km2。该数据集可用于寒区工程的规划、设计及生态规划与管理等,并可作为多年冻土现状的数据基准,用于评估未来青藏高原多年冻土的变化。关于该数据更详细的方法等信息可参考《中国科学:地球科学》的论文(Ran et al., 2020)。
冉有华, 李新
三极冰芯数据主要来源于美国国家海洋与大气局(NOAA: National Oceanic and Atmospheric Administration, https://www.ncdc.noaa.gov/data-access/paleoclimatology-data/datasets/ice-core )。原始数据主要是文本格式,由相关单位与研究人员志愿提供。数据主要包含了氧同位素、温室气体浓度、冰芯年龄、等原始观测数据,也包含研究者根据观测数据生产的历史气温、二氧化碳浓度、甲烷浓度等。数据主要分为南极、北极、格陵兰岛及第三极区域。数据库包含打钻地址、时间、衍生产品、对应观测站点数据、参考文献等要素。衍生产品包含产品名称、类型、时间等要素。空间位置分为南极、北极、第三极,包含阿拉斯加、加拿大、俄罗斯、格陵兰岛等地区。对收集的数据通过整理与后处理后,采用Microsoft Office自带的Access数据库管理系统建立冰芯数据库。按照南极、北极、格林兰岛、第三极,分成四个子数据库,打开每个数据库中第一个表为readme,该表包含每个数据表信息及参考文献。
叶爱中
海冰是海洋表面海水冻结形成的冰,海冰表面的降水再冻结也成为海冰的一部分。海冰变化不仅影响海洋的层结、稳定性及对流变化,甚至影响大尺度的温盐环境。此外,由于海冰的高反照率和绝缘隔热作用,能改变极区表面的辐射状态,影响海-气之间的能量和物质交换。海冰的变化不仅影响局地海洋生态环境和局地的大气环境,而且通过复杂的反馈过程,以遥相关方式影响其他区域的天气和气候。本数据集通过评估,提交了包括了极地海冰相关的四个参数:海冰密集度、范围、厚度和反照率。为研究极地及全球气候变化提供基础。
邱玉宝
本数据是通过建立雅鲁藏布江流域WEB-DHM分布式水文模型,以气温、降水、气压等作为输入数据,模拟输出的5km逐月水文数据集,包括格网径流与蒸发(若蒸发小于0,则表示凝华;若径流小于0,则表示当月降水小于蒸发)。本数据是通过建立雅鲁藏布江流域WEB-DHM分布式水文模型,以气温、降水、气压等作为输入数据,模拟输出的5km逐月水文数据集,包括格网径流与蒸发(若蒸发小于0,则表示凝华;若径流小于0,则表示当月降水小于蒸发)。
王磊
近地表土壤的冻结/融化状态表征着陆地表层过程的休眠和活跃,这种冻融相态交替能引起一系列复杂的地表过程轨迹模式突变,影响着土壤的水热特性、地表径流和地下水补给等水循环过程,同时也通过水和能量循环机制影响气候变化。本数据集是基于AMSR-E、AMSR2被动微波亮温数据,以及MODIS光学遥感数据,利用冻融判别式算法和冻融降尺度算法制备的全球近地表冻融状态(空间分辨率:0.05°;时间跨度:2002-2017年),可用于分析全球近地表冻融循环的开始/结束日期、冻结/融化时长、冻结范围等指标的空间分布和趋势变化,可为理解全球变化背景下陆表冻融循环与水分、能量交换过程的相互作用机制提供数据支持。
赵天杰, 张子谦
本项目是基于东天山庙尔沟冰芯(94°19′E,43°03′N,4518 m)生物活性元素Fe等元素数据,重建了1956-2004金属元素历史。数据内容:1956-2004年冰芯金属元素(包括:Fe, Cd, Pb, As, Ba, Al, S, Mn, Co和Ni);数据来源,通过ICP-MS测试;数据质量:空白样品显著低于样品值,质量较好;数据应用成果及前景:数据已发表,具体信息见Du, Z., Xiao, C., Zhang, W., Handley, M. J., Mayewski, P. A., Liu, Y., & Li, X. (2019). Iron record associated with sandstorms in a central Asian shallow ice core spanning 1956–2004. Atmospheric environment, 203, 121-130.,可提供中亚其他冰芯对比研究。
杜志恒
冰川对区域和全球气候变化异常敏感,因此常被作为气候变化的指示器之一,其相关参数也是气候变化研究的关键指标,特别是在地球三极环境变化对比研究中,冰川速度的时间和空间差异性对比是气候变化研究的重点之一。但由于冰川基本位于高海拔、高纬度和高寒地区,自然环境恶劣、人迹罕至,缺乏且难以开展大规模冰川运动的常规现场测量工作,为了能够及时高效、全面和准确地了解三极地区冰川运动状况,利用雷达干涉测量、雷达和光学影像像素跟踪等方法获取了三极地区部分典型冰川2000-2017年部分年份的表面运动分布情况,为三极冰川运动的对比分析提供了基础资料。数据集包含12个栅格文件,栅格文件名为“某地区某时段冰川运动”,每一幅栅格图主要包含以某一典型冰川所在的区域流速分布。
闫世勇
本产品基于多源遥感DEM数据生成,步骤如下:以Landsat ETM+、SRTM 和ICESat遥感数据为参考在相对稳定和平坦的地形区域内选控制点。控制点水平坐标是以Landsat ETM+ L1T全色影像作为水平参考进行获取。控制点的高度坐标则主要通过ICESat GLA14高程数据进行获取,在无ICEsat分布的区域内以SRTM高程数据补充。利用选取的控制点和自动生成的连接点,通过Brown’s物理模型对透镜畸变和残余形变进行补偿,使得所有立体像对的空中三角测量结果中影像总RMSE<1个像素。为了对提取的DEM数据进行编辑以消除明显的高程异常值,采用了DEM内插、DEM滤波和DEM平滑等方法对冰川上的DEM进行了编辑,并对西昆仑-西和西昆仑-东区域的KH-9 DEM数据进行了拼接,从而形成产品。
周建民
湖冰是冰冻圈的重要参数,其变化与气温、降水等气候参数密切相关,而且可以直接反映气候的变化,因此是区域气候参数变化的一个重要的指标,但由于其研究区往往位于自然环境恶劣,人口稀少的区域,大规模的实地观测难以进行,因此利用哨兵1号卫星数据,以10m的空间分辨率和优于30天的时间分辨率对不同类型的湖冰变化进行了监测,填补了观测空白。利用HMRF算法对不同类型的湖冰进行分类,通过时间序列分析三个极区中部分面积大于25km2的湖泊的不同类型湖冰的分布,形成湖冰类型数据集,可以获得这些湖泊不同类型湖冰的分布,数据包括了被处理湖泊的序号,所处年份及其在时间序列中的序号等信息,矢量数据集包括采用的算法,所使用的哨兵1号卫星数据,成像时间,所处极区,湖冰类型等信息,用户可以根据矢量文件确定时间序列上不同类型湖冰的变化。
邱玉宝, 田帮森
本项目是基于东天山庙尔沟冰芯(94°19′E,43°03′N,4518 m)高氯酸等元素数据,重建了1956-2004高氯酸历史变化。数据内容:1956-2004年高氯酸浓度(包括:Cl-, NO3- 和SO42-);数据来源,通过ESI-MS/MS测试;数据质量:空白样品显著低于样品值,质量较好;数据应用成果及前景:数据已发表,具体信息见Zhiheng Du, Cunde Xiao, Vasile I. Furdui C,Wangbin Zhang. (2019). The perchlorate record during 1956–2004 from Tienshan ice core, East Asia. Science of the Total Environment.可提供中亚其他冰芯对比研究。
杜志恒
冰盖高程变化数据首先利用2004年和2008年的GLAS12的数据获取两年间的重复轨道,在理想情况下每个轨道都是严格重复测量的,但由于轨道偏差,无法保证轨道按照设计严格重复,偏差在几米到几百米不定,取500m*500m的格网,认为落在同一格网内的点为重复轨道的重复点,相减获取2004-2008年的高程变化,获得年度的高程变化。在格陵兰中部地形平缓区域,高程变化较为准确,但在边缘地带,高程变化明显存在较大误差,可能是因为在边缘区域的坡度较大,500m*500m的范围内的点的高程会有较大的变化,因此在边缘区的高程变化有待改正。为对比不同的方法,采用2004年和2008年的GLAS12的春季数据获取这两年间的交叉点,2004年的降轨与2008年的升轨可以获得一组交叉点对应的高程变化;2004年的升轨与2008年的降轨也可以获得一组交叉点对应的高程变化。两组交叉点作为2004年到2008年的高程变化数据,采用克里金插值获得高程变化图。采用交叉点的方法获取的高程变化得到在边缘区域的结果有明显的改善,但在格陵兰东中部部分区域内的高程变化趋势有明显的误差,这些误差可能是季节性变化引起的。因此,采用2004年到2008年的GLAS12的春季数据获取每两年间的交叉点,每两年可以获得两组交叉点数据,总共获得十组交叉点。将这十组交叉点作为2004年到2008年的高程变化数据,与前两次比较发现,高程变化精度有所提高。
黄华兵
河湖冰物候对气候变化敏感,是指示气候变化的重要指示因子。308个Excel文件名称对应于湖泊编号。每个excel文件包含6个列,包含2002年7月至2018年6月对应湖泊的日冰覆盖率信息。每一列的属性分别为:日期、湖水覆盖率、湖水冰覆盖率、云覆盖率、湖水覆盖率和经过云处理后的湖面冰覆盖率。通常以0.1、0.9的冰覆盖面积比作为判别湖泊冰物候的依据。数据集包含的excel文件可以进一步获取四个湖冰物候参数:开始冻结(FUS),完全冻结(FUE),开始融化(BUS),完全融化(BUE),和92个湖泊,可获取两个参数,FUS和BUE。
邱玉宝
北极地区因其独特的自然条件和地理位置,在全球变化中扮演着非常重要的角色。而极地海冰作为影响气候变化的重要影响因子,是全球气候变化的灵敏器。中国在北极建设的考察站之一——黄河站,其重点支持围绕全球变化及其区域相应、极区空间环境与空间气候、极地环境中的生命特征与过程三大科学领域,为中国深入开展北极科学考察活动提供了重要平台。因此,构建了近年来北极海冰关键区域数据验证产品数据集,实现对北极海冰关键区域的监测情况。
陈甫, 邱玉宝
微波散射计冰盖冻融数据覆盖时间更新到2015年到2019年,空间分辨率为4.45km.时间分辨率为逐日,覆盖范围为南北极冰盖。基于微波辐射计的遥感反演方法考虑积雪特性在时空和空间上的变化,首先提取散射计数据的DVPR时间序列数据,有效利用散射计数据的高时间分辨率,同时利用通道差去除地形带来的影响;随后利用广义高斯模型对每一个采样点时间序列的方差值进行拟,以此来区分出干湿雪点,即确定融化范围,这种广义高斯模型相比于传统的双高斯模型需要的输入参数少,得到的阈值也具有唯一性;最后利用移动窗分割算法来精确找到湿雪点的融化开始时间、 结束时间以及持续时间, 可以有效地去除融化或非融化时期的温度突变所带来的影响。长时间序列星载微波散射计数据来自QSCAT和ASCAT两个传感器。通过实测站点的验证表明南极冰盖冻融探测精度在70%以上。数据每一天存放一个bin文件,基于微波散射计的南极冻融数据每个文件由810*680的栅格组成,格陵兰冰盖冻融数据每个文件由810*680的栅格组成(0值:非融化区域,1值:融化区域)。
梁雷
青藏高原湖泊众多,该地区湖泊冰期物候和持续时间对区域和全球气候变化非常敏感,因此被用作气候变化研究的关键指标,特别是地球三极环境变化对比研究。但由于其自然环境恶劣,人口稀少,缺乏对湖泊冰物候的常规现场测量。利用中分辨率成像光谱仪(MODIS)归一化差雪指数(NDSI)数据,以500米的分辨率对湖泊冰进行了监测,填补了观测空白。利用传统的雪图算法对晴天条件下的湖泊日冰量和覆盖范围进行检测,利用湖泊表面条件的时空连续性,通过一系列步骤对云层覆盖条件下的湖泊日冰量和覆盖范围进行重新确定。通过时间序列分析308个大于3km2的湖泊确定为湖冰范围和覆盖的有效记录,形成每日湖冰范围和覆盖数据集,包括216个湖泊。
邱玉宝
微波辐射计冰盖冻融数据集覆盖时间更新到2016到2019年,空间分辨率为25 km;基于微波辐射计的遥感反演方法采用改进的基于小波冰盖冻融探测算法,算法考虑冰盖冻融亮温特性在时间上的变化,首先利用小波变换对格陵兰所有冰盖区域的长时间亮度温度数据进行小波多尺度分解,在不同尺度下对边缘信息进行分析。再次,采用方差分析的方法将冰盖融化和重新冻结过程产生的边缘信息从噪声中分离出来。基于已提取的冰盖长时间亮度温度变化边缘信息,利用广义高斯模型来确定干雪和湿雪分类的最优边缘阈值, 从而探测出格陵兰冰盖发生融化的区域。最后,基于空间自动纠错的原理,运用空间邻域纠错算子对由噪音引起的错误结果进行探测,并进行人工纠错。长时间序列星载被动微波亮度温度数据来自SMMR、SSM/I和SSMI/S三个传感器。为保证不同传感器亮度温度在时间上的一致性,在冻融提取之前对不同传感器亮度温度进行了交叉订正。通过实测站点的验证表明格陵兰冰盖冻融探测精度在70%以上。数据每一天存放一个bin文件,基于微波辐射计的南极冻融数据每个文件由316*332的栅格组成,格陵兰冰盖冻融数据每个文件由304*448的栅格组成(0值:非融化区域,1值:融化区域)。
梁雷
基于sentinel-1超分宽幅SAR数据,利用提出的U-net冰裂隙探测方法,形成了南北极冰盖冰裂隙高程数据。首先对sentinel-1超分宽幅SAR数据预处理,主要包括辐射定标、冰盖范围确定和斑点噪声去除。其中,为抑制SAR数据的斑点噪声,同时为了保证冰裂隙特征,我们采用了去除乘性噪声的PPB方法。该方法既能有效去除斑点,还能保留冰裂隙的特征。其次,我们利用提出的基于U-net的冰裂隙探测算法进行冰裂隙提取。为了获取正确冰裂隙SAR数据样本,我们通过比对冰裂隙高分辨率光学数据来对SAR样板进行选取,从而形成冰裂隙SAR数据样本。基于冰裂隙区域和非冰裂隙区域SAR数据样本,我们利用U-net方法对冰裂隙进行提取。最后,我们对探测出的冰裂隙数据进行地理编码形成南北极冰盖冰裂隙产品。
梁雷
河冰是冰冻圈的主要组成部分,极区河流封冻对北极航运和运输业有重大影响。随着中俄“冰上丝绸之路”的建设,监测额尔齐斯河流域河冰的变化可为河流通航提供理论基础。北极地区水文站的稀疏分布限制了河冰的研究,其中水文站有限的可用数据表明了河冰破裂具有提前的趋势,但驱动这种趋势的特定气候机制十分复杂。因此,具有高时间分辨率的光学数据(如MODIS产品)适用于监测河流冰物候和绘制河流冰盖范围,有助于了解河冰破裂过程。本研究基于MODIS及被动微波数据,实现一种利用不同遥感数据,以对额尔齐斯河流域河冰进行监测的方法,以期分析河流开始封河时间、结束开河时间、开河速率、封河速率和冰冻期持续时间等河冰物候参数。同时亦有助于理解河冰破裂过程对北极气候变暖的响应。
梁雯珊, 邱玉宝
1)数据内容:重建的1289-1993年北极巴伦支海-喀拉海秋季海冰范围时间序列; 2)数据来源及加工方法:冰芯、树轮代用资料;多种统计方法建模; 3)数据质量描述:年分辨率,可信度高; 4)数据应用成果及前景:历史时期北极海冰变化特征及对气候变化的响应和影响。巴伦支海-喀拉海地区是中国冬春季极端冷空气南下的关键海区,但观测资料的缺乏限制对其规律和变化机制的认识,重建长时间尺度北极海冰的变化特征对研究全球背景下北极海冰变化和对中国历史气候的影响有重要意义。
效存德
目前,基于提出的利用变化检测和决策树算法的SAR冰盖冻融探测算法,利用sentinel-1 EW SAR数据对南北极冰盖月平均冻融进行了探测。同时利用已经开发的基于大数据平台的冻融产品生产模块,国际上首次生产了南极冰盖和格陵兰冰盖冻融产品,通过自动气象站温度数据研制,冰盖冻融探测精度达到90%。目前,数据产品获取时间主要为南北极的夏季,其中南极冰盖产品为1、2、3、10、11、12月和格陵兰的产品为5、6、7、8、9、10月。
张露
夏季阳光照射下,覆盖在冰面上的积雪融化,在冰面上形成的不同形状大小的冰上水池融池。海冰表面融化造成的融池会降低海冰反照率,因而会对极区能量平衡造成显著影响,增加吸收进而加速海冰融化过程。在影响海冰反照率的因素中,融池是最重要且变化最剧烈的因素之一。随着气候的变化,夏季冰融化速度也越来越快。对地球表层的能量平衡具有重要的影响,冰融速度加快也可能使融池这种重要的自然现象成为北极海冰融化季节最显著的冰表面特征之一。融池的反照率介于海水与海冰之间,研究冰上融池也是研究北极海冰快速变化机理的一个重要组成部分。由于海冰融池和海面具有相似的微波信号特征,且受到风速、海冰融化等因素影响利用微波数据进行融池覆盖度的制图具有明显的不确定性,因此最为可靠的融池覆盖度遥感方法为利用中分辨率光学遥感数据(如MODIS)进行亚像元融池覆盖度的制图。本数据集包含利用MODIS数据进行基于动态端元反射率的亚像元分解反演的北极海冰融池覆盖度和海冰密集度。
熊川, 任艳, 邱玉宝
多年冻土约占青藏高原陆地面积的46%,是冰冻圈重要组成部分。但是,由于多年冻土埋藏较深,其分布难以通过地表观测直接获取,因此,研究多年冻土分布往往依赖于地面观测。该数据集基于多种观测方法,包括:钻孔勘察、坑探、土壤温度和探地雷达,获取青藏高原多年冻土分布点尺度信息,并归档形成首个青藏高原多年冻土存在性数据集(v1.0)。数据集包含626条信息,覆盖不同海拔、坡向和气候状态。同时,根据观测方式和数据质量,对数据的置信度进行了分类,为不同研究目的使用该数据提供了参考。该数据为多年冻土分布提供了本底信息,可用于多年冻土模拟验证和未来气候变暖下多年冻土退化评估。
曹斌, 张廷军, 吴青柏, 盛煜, 赵林, 邹德富
基于最新发布的青藏高原多年冻土存在性证据数据集,利用统计模型计算得到了1公里分辨率青藏高原多年冻土概率分布图。该图考虑了气温、积雪和植被这三个多年冻土分布控制性因素,因此能够准确地反应青藏高原冻土的空间异质性。根据1000多个实测资料验证和与已有多年冻土图的对比结果显示,该图的整体分布精度为82.5%,卡帕系数可达到0.62,在多年冻土下界表现出了更好的分类效果。结果显示,青藏高原多年冻土区面积约为1.54 (1.35–1.66) 百万平方公里, 约占陆地面积的 60.7 (54.5– 65.2)% 。多年冻土面积 约为 1.17 (0.95–1.35)百万平方公里,约占46 (37.3–53.0)%。
曹斌
该数据集提供1978年10月24日到2012年12月31日逐日的中国范围的积雪厚度分布数据,其空间分辨率为25km。用于反演该雪深数据集的原始数据来自美国国家雪冰数据中心(NSIDC)处理的SMMR(1978-1987年),SSM/I(1987-2008年)和AMSR-E(2002-2012)逐日被动微波亮温数据。由于三个传感器搭载在不同的平台上,所以得到的数据存在一定的系统不一致性。通过对不同传感器的亮温进行交叉定标提高亮温数据在时间上的一致性。然后利用车涛博士在Chang算法基础上针对中国地区进行修正的算法进行雪深反演。具体反演方法参考“数据说明文档”。 该数据集包含EASE-Grid和经纬度两种投影方式,分别放入两个不同的文件夹中:ease-grid_rar(数据仅到2010年)和lon-lat_rar。两种投影的数据都逐年打包,文件命名方式为:传感器名称简写+年份,如ease-grid_rar目录下的SR1985表示用SMMR亮温数据反演的1985年的雪深;SI1990表示用SSM/I亮温数据反演的1990年的雪深;AE2005表示用AMSR-E亮温数据反演的2005年的雪深,这些数据的投影方式都是EASE-Grid。lon-lat_rar目录下,上面的数据集名称解释相同,只是其投影方式为经纬度投影。详细数据说明请参考数据文档。
车涛, 李新, 戴礼云
本数据集来源于论文: Yao, T., Thompson, L., & Yang, W. (2012). Different glacier status with atmospheric circulations in tibetan plateau and surroundings. Nature Climate Change, 1580, 1-5.,数据整理自论文内Supplementary information中的表格数据。 此论文通过对82条冰川退缩、7090条冰川面积减少和15条冰川质量平衡变化的调查,总结了近30年来的冰川状况。 数据集包含8个数据表,数据表名称和内容分别为: Data list:数据列表; t1:Distribution of Glaciers in the TP and surroundings(青藏高原及周边地区冰川分布面积); t2:Data and method for analyzing glacial area reduction in each basin(分析各流域冰川面积减少的数据和方法列表); t3:Glacial area reduction during the past three decades from remote sensing images in the TP and surroundings(基于遥感影像得出的青藏高原及周边地区过去30年中冰川面积减少情况); t4:Glacial length fluctuationin the TP and surroundings in the past three decades(青藏高原及周边地区过去30年中冰川长度波动数据); t5:Detailed information on the glaciers for recent mass balance measurement in the TP and surroundings(青藏高原及周边地区近年来冰川质量平衡测量方法的详细信息); t6:Recent annual mass balances in different regions in the TP(青藏高原不同区域近年来每年质量平衡数据); t7:Mass balance of Long-time series for the Qiyi, Xiaodongkemadi and Kangwure Glaciers in the TP(青藏高原七一冰川,小冬克玛底冰川和抗物热冰川质量平衡长时间序列数据)。 数据详细信息参见附件:Supplementary information.pdf,Different glacier status with atmospheric circulations in Tibetan Plateau and surroundings.pdf。
姚檀栋
青藏高原湖泊众多,该地区湖泊冰期物候和持续时间对区域和全球气候变化非常敏感,因此被用作气候变化研究的关键指标,特别是地球三极环境变化对比研究。但由于其自然环境恶劣,人口稀少,缺乏对湖泊冰物候的常规现场测量。利用中分辨率成像光谱仪(MODIS)归一化差雪指数(NDSI)数据,以500米的分辨率对湖泊冰进行了监测,填补了观测空白。利用传统的雪图算法对晴天条件下的湖泊日冰量和覆盖范围进行检测,利用湖泊表面条件的时空连续性,通过一系列步骤对云层覆盖条件下的湖泊日冰量和覆盖范围进行重新确定。通过时间序列分析308个大于3km2的湖泊确定为湖冰范围和覆盖的有效记录,形成每日湖冰范围和覆盖数据集,包括216个湖泊,可以进一步获取四个湖冰物候参数:开始冻结(FUS),完全冻结(FUE),开始融化(BUS),完全融化(BUE),和92个湖泊,可获取两个参数,FUS和BUE。
邱玉宝
使用Sentine-1 SAR 数据对青藏高原黑河流域野牛沟冻土进行监测。采用2014~2018年野牛沟区域Sentine-1 SAR影像,利用了基于分布式雷达目标的小基线集时序InSAR(DSs-SBAS)冻土形变监测方法,结合SAR后向散射系数,MODIS地表温度和Stefan模型,估算了研究区活动层厚度。结果表明活动层厚度在0.8米至6.6米之间,平均值约为3.3米。对开展大范围、高分辨监测具有十分重要的意义。
江利明
全球雪深数据集采用被动微波遥感反演方法制作,数据覆盖时间从1980年到2018年,时间分辨率为逐日,覆盖范围为全球,空间分辨率为25,067.53 m。遥感反演方法采用动态亮温梯度算法,算法考虑积雪特性在时空和空间上的变化,建立了不同频率亮度温度差与实测雪深在空间和季节上的动态关系。长时间序列星载被动微波亮度温度数据来自SMMR、SSM/I和SSMI/S三个传感器。为保证不同传感器亮度温度在时间上的一致性,在雪深提取之前对不同传感器亮度温度进行了交叉订正。通过实测站点的验证表明全球雪深数据相对偏差在30%以内。数据据每一天存放一个txt文件,每个文件由文件头(投影方式)和1383*586的雪深矩阵组成,每个雪深代表一个25,067.53m*25,067.53m的格网。该数据的投影方式为EASE-Grid,下面是每个文件的文件头,将其加到每个文件的前面可以将数据在arcgis中显示。 ncols 1383 // 数据矩阵共1383列 nrows 586 // 数据矩阵共586 xllcorner -17334193.54 //矩阵x方向左下角网格的角落点坐标 yllcorner -7344787.75 //矩阵y方向轴左下角网格的角落点坐标 cellsize 25,067.53 //每个网格的大小 NODATA_value -1 //缺省值
车涛, 李新, 戴礼云
全球气候变暖及人类活动导致青藏高原大面积冻土退化、热融滑塌等问题,严重影响了多年冻土区工程建设和生态环境。以青藏高原黑河流域俄博岭的冻土为研究区,基于高分辨率卫星影像,利用机器学习面向对象分类技术提取研究区内热融滑塌信息,结果表明2009年至2019年研究区热融滑塌数量从12条增至16条,总面积由14718.9平方米增至28579.5平方米,增加了近两倍。高空间分辨率遥感与面向对象分类方法相结合在冻土热融滑塌监测中具有广阔的应用前景。
江利明
湖冰物候是描述湖冰覆盖的季节性循环特征,湖冰物候的变化是碳、水和能量过程研究中的重要内容,也是气候变化的敏感因子之一。本数据集是基于被动微波反演的湖冰物候,包含青藏高原与北半球高纬度地区200个湖泊2002-2018年的湖冰物候(含湖泊开始冻结日期、完全冻结日期、开始融化日期、完全融化日期),部分湖泊可以延伸至1978年。该数据与同时期MODIS监测结果验证表明二者的判读误差为2-4天。用户可利用此数据开展北半球气候变化研究。
邱玉宝
本数据是通过建立长江黄河源WEB-DHM分布式水文模型,以气温、降水、气压等作为输入数据,以GAME-TIBET数据作为验证数据,模拟输出的5km逐月水文数据集,包括格网径流与蒸发(若蒸发小于0,则表示凝华;若径流小于0,则表示当月降水小于蒸发)。数据是基于WEB-DHM分布式水文模型,以气温、降水、气温等(源自itp-forcing和CMA)为输入数据,以GLASS、MODIA、AVHRR为植被数据,SOILGRID及FAO为土壤参数建立起的模型,并通过对径流、土壤温湿度的率定与验证获得的1998-2017年长江黄河源5公里逐月格网径流与蒸发。若asc无法在arcmap中正常打开,请将asc文件前5行顶格。
王磊
雪冰中可溶有机碳(DOC)能够有效的吸收紫外和近紫外波段的太阳辐射,也是导致雪冰消融增强的重要因素之一。通过连续阿勒泰地区2016年11月至2017年4月的积雪样品,利用仪器进行实验分析测试获得阿勒泰地区库威站积雪DOC、总氮TN以及黑碳BC的数据,时间分辨率为周,消融期为每日。 1. 单位: DOC和TN的单位μg g-1 (ppm), BC的单位ng g-1(ppb),MAC的单位是 m2 g-1
上官冬辉
冻土是指温度低于或等于0℃且含有冰的土体或岩体,它对温度特别敏感,其物理力学性质会随温度的变化而产生显著变化。冻土的冻胀变形和融化沉降变形是最为常见的冻土灾害,它们的发生主要是因冻土工程活动使冻土固有的温度发生变化而引起的,所以保护冻土主要也是保护冻土温度,让其维持在工程活动之前最为接近的状态。获取冻土地温的主要方法是埋设测温电缆,通过CR3000的数据采集功能获得测温电缆不同时间的阻值变化,利用标定系数和电阻值的对应关系计算出温度值。依据冻土对温度的敏感特征,地温的变化情况,能够反应气候的变化情况,也能够结合其他要素分析出人类活动对冻土的稳定性的影响机理及程度,从而来指导后期工程活动中的冻土保护措施的升级改造等。
陈继
青藏高原是世界上中低纬度地区冻土面积最大的地区。目前已编制了一些多年冻土分布图,但由于资料来源有限、标准不明确、验证不充分、高质量空间数据集的缺乏,使得在TP上绘制多年冻土分布图存在较大的不确定性。 本数据集基于改进的中分辨率成像光谱仪(MODIS)地表温度(LSTs)2003-2012年1km晴空MOD11A2 (Terra MODIS)和MYD11A2(Aqua MODIS)产品(reprocessing version 5)的冻融指数及冻土顶部温度(TTOP)模型模拟了多年冻土的分布,生成了青藏高原冻土图。并通过野外地面观测、土壤含水率和容重等各种调查数据对该图进行了验证。 冻土属性主要包括:季节性冻土(Seasonally frozen ground)、多年冻土(Permafrost)、非冻土区域(Unfrozen ground)。 数据集为青藏高原冻土研究提供了更详细的冻土分布资料和基础资料。
赵林
青藏高原多源遥感合成1km积雪覆盖数据集(1995-2018)基于国家卫星气象中心的青藏高原光学仪器遥感1km积雪覆盖数据集(1989-2018)和美国雪冰中心的25km近实时逐日全球冰密集度与积雪范围NISE产品数据集(1995-2019)合成得到,覆盖时间从1995年到2018年(每年1-4月和10-12月两个时段),时间分辨率为逐日,覆盖范围为青藏高原(17°N -41°N,65°E -106°E),采用等经纬度投影,空间分辨率为0.01°×0.01°。数据集以日产品表征了卫星观测时刻的地面是否为积雪所覆盖。输入数据源为NOAA或MetOp卫星AVHRR逐日积雪覆盖产品,TERRA卫星MODIS替代AVHRR对应观测通道生成的逐日积雪覆盖产品,以及DMSP卫星SSM/I或SSMIS逐日全球冰密集度和积雪范围NISE产品。数据集合成方法:以青藏高原光学仪器遥感1km积雪覆盖产品为基础,完全信任其积雪和晴空无雪信息,对有云覆盖、无法判识、缺少卫星观测等区域,在相对高空间分辨率海陆模板的辅助下,利用NISE的陆地有效判识结果进行替换。对于部分水陆边界,因NISE产品空间分辨率较低,合成结果有可能仍存在极少量的云覆盖或者无观测数据区域。基于多年地面气象台站雪深观测资料验证表明,本数据集对晴空条件下地面有无积雪的总体判识准确率在91%以上。数据采用标准的HDF4格式存储,内部有积雪覆盖和质量码两个SDS,维度均为4100列×2400行,且文件内部有完备的属性描述。
郑照军, 曹广真
青藏高原光学仪器遥感1km积雪覆盖数据集(1989-2018)基于星载光学仪器观测数据云雪判识方法制作,覆盖时间从1989年到2018年(每年1-4月和10-12月两个时段),时间分辨率为逐日,覆盖范围为青藏高原(17°N -41°N,65°E -106°E),采用等经纬度投影,空间分辨率为0.01°×0.01°。数据集以日产品表征了卫星观测时刻晴空无云或透明薄云下的地面是否为积雪所覆盖。输入数据源为NOAA与MetOp卫星的AVHRR L1数据,以及从TERRA/MODIS对应于AVHRR通道的L1数据。产品处理方法为独立于云掩模产品的动态阈值决策树算法(DT),即算法同时判别云雪,且其云检测强调保留雪信息,特别是透明卷云下的雪。DT算法针对不同情况,考虑了多种判识手段,如水云上的冰云,森林和沙地的积雪,薄雪或融雪等;根据地表类型、DEM和季节设定动态阈值;采用多种质量控制手段,如在重度气溶胶或烟尘覆盖的低纬度森林中剔除伪雪,参考最大月雪线和最小雪面亮度温度剔除伪雪;优化不同种类型云雪和晴空无雪陆地的判识流程。DT算法在正常情况下能区分大部分云雪,但会低估10月份青藏高原的积雪。基于多年地面气象台站雪深观测资料验证表明,本数据集对晴空条件下地面有无积雪的总体判识准确率在95%以上。数据采用标准的HDF4格式存储,内部有积雪覆盖和质量码两个SDS,维度均为4100列×2400行,且文件内部有完备的属性描述。
郑照军, 除多
青藏高原积雪面积长时间序列数据集来源于MODIS 005版本和IMS数据集的融合,采用插值去云算法进行去云处理后得到逐日积雪面积无云产品。投影为经纬度,空间分辨率0.005 度(约500m),时间从2003.1.1-2014.12.31长时间序列,每个文件为当日的积雪面积比例结果,数值为0-100(%),为ENVI标准文件,命名规则为:ims_mts_YYYYDDD.tif,其中YYYY代表年,ddd代表儒略日(001-365/366)。文件可直接用ENVI或者ARCMAP等软件打开察看。 文件说明:200 积雪、100 湖冰、25 陆地、37 海洋
郝晓华
本数据集包括了青藏高原祁连山地区自从1980年到2013年以来的逐月的地表平均温度数据。本数据集来源于欧洲中期天气预报中心的第三代ERA-Interim再分析资料,该数据集采用四维变分分析,结合卫星数据误差校正等技术,实现了再分析资料的质量提升。数据集的空间分辨率为0.125°。本数据集是祁连山地区过去30多年以来地表温度网格数据集,可为祁连山地区的气候变化、生态系统发展演替及相关地球系统模型的研究提供数据基础。
吴晓东
青藏高原逐日无云MODIS积雪面积比例数据集(2000-2015)是在MODIS逐日积雪产品—MOD10A1的基础上,采用一种基于三次样条函数插值的去云算法进行去云处理后得到。 该数据集采用UTM(横轴等角割圆柱)投影方式,空间分辨率500m,提供逐日的青藏高原地区积雪面积比例(Fractional Snow Cover-FSC)结果。数据集为逐日文件,从2000年2月24日到2015年12月31日。每个文件为当日的积雪面积比例结果,数值为0-100(%),为ENVI标准文件,命名规则为:YYYYddd_FSC_0.5km.img,其中YYYY代表年,ddd代表儒略日(001-365/366)。文件可直接用ENVI或者ARCMAP等软件打开察看。 进行去云处理的原始MODIS积雪数据产品来源于由美国国家雪冰数据中心(NSIDC)处理的MOD10A1产品,这一数据集为hdf格式,采用sinusoidal投影。 青藏高原逐日无云MODIS积雪面积比例数据集(2000-2015)属性由该数据集的时空分辨率、投影信息、数据格式组成。 时空分辨率:时间分辨率为逐日,空间分辨率为500m,经度范围为72.8°~106.3°E,纬度为25.0°~40.9°N。 投影信息:UTM(横轴等角割圆柱)投影。 数据格式:ENVI标准格式。文件命名规则:“YYYYddd”+“_FSC_0.5km”+“.img”,其中YYYY代表年,ddd代表儒略日(001-365/366),其中“.img”是为了方便在ARCMAP等软件打开察看而添加的文件后缀。例如2000055_FSC_0.5km.img代表2000年第55天的结果。其中该数据集的ENVI文件是由头文件和主体内容构成。头文件包括行数、列数、波段数、文件类型、数据类型、数据记录格式、和投影信息等;以2000055_FSC_0.5km.img 文件为例,其头文件信息如下: ENVI description = { ENVI File, Created [Sat Apr 27 18:40:03 2013]} samples = 5760 lines = 3300 bands = 1 header offset = 0 file type = ENVI Standard data type = 1 :代表byte型 interleave = bsq :数据记录格式为BSQ sensor type = Unknown byte order = 0 map info = {UTM, 1.500, 1.500, -711320.359, 4526650.881, 5.0000000000e+002, 5.0000000000e+002, 45, North, WGS-84, units=Meters} coordinate system string = {PROJCS["UTM_Zone_45N",GEOGCS["GCS_WGS_1984",DATUM["D_WGS_1984",SPHEROID["WGS_1984",6378137.0,298.257223563]],PRIMEM["Greenwich",0.0],UNIT["Degree",0.0174532925199433]],PROJECTION["Transverse_Mercator"],PARAMETER["False_Easting",500000.0],PARAMETER["False_Northing",0.0],PARAMETER["Central_Meridian",87.0],PARAMETER["Scale_Factor",0.9996],PARAMETER["Latitude_Of_Origin",0.0],UNIT["Meter",1.0]]} wavelength units = Unknown,band names = {2000055}
唐志光, 王建
在众多反映气候环境变化的指标中,冰芯稳定同位素指标是冰芯记录研究中必不可少的参数,是恢复过去气候变化最可靠的手段和最有效的途径之一。冰芯积累量是冰川上降水量的直接记录,而且高分辨率冰芯记录保证了降水记录的连续性。因此,冰芯记录提供了一种恢复降水量变化的有效手段。从青藏高原钻取的冰芯同位素和积累量可用来重建温度和降水变化,是很好的气候环境记录。本数据集提供了青藏高原冰芯同位素和积累量数据,为研究青藏高原的气候变化提供数据支撑。
徐柏青
1)数据内容:数据包括老虎沟12号冰川2014-2018年年物质平衡;2)数据来源及处理方法:数据源于老虎沟12号冰川海拔每隔100m的花杆观测,观测从海拔5300-5100m,每隔海拔带有三根物质平衡花杆,每年5月及9月各观测一次,采用面积平均法计算整个冰川面物质平衡;3)数据质量描述:数据均为人工实地观测,且操作方法严格按照冰川学方法,具有高的可靠性;4)数据应用成果及前景,该数据已被多次用于冰川模拟的验证以及模型参数的率定,对大尺度冰川模拟的参数率定和验证具有很好的利用价值。
刘宇硕
钻孔位置在加格达奇向北约7km附近(50.47°N, 124.23°E)一个湿地里面,地表泥炭土层较厚约80cm。 钻孔直径为40mm,深度为20~60 m的钻孔,利用冻土工程国家重点实验室研制的热敏电阻(精度±0.05℃)对中俄原油管道沿线冻土地温进行监测,获取地层信息、冻土地温、地表温度、活动层厚度等关键冻土特征参数。测温孔有三个,一个是管道附近T1(距离一线管中心2m),一个是天然孔T2(距离一线管中心约16.6m),第三个孔T3,距离管道二线约50m。2014年10月~2017年10月期间,T1和T2进行每年一次的人工监测。T3从2018年6月12日开始连续自动化监测。至此,三个孔得到连续时间序列的地温数据。通过该地温监测资料可分析中俄原油管道沿线多年冻土的发育特征、历史演化趋势及其对气候变化的响应过程。
李国玉
活动层是多年冻土的主要特征之一,暖季融化,冷季冻结,呈季节性变化,其中活动层地温变化剧烈程度将直接影响冻土温度的变化,从而影响冻土稳定性。该数据集的监测站点位于92°E,35°N,海拔4600米,监测场地地势平坦,植被类型为高寒草甸,监测仪器为DT500系列数据采集仪,分别在地表以下10cm、20cm、40cm、80cm、160cm的5个深度上进行地温监测,该数据集的时间间隔为1天,是通过30分钟一次的数据的平均值,监测期间数据稳定、连续。通过结合土壤热通量和土壤水分等资料开展活动层的热变化过程以及变化机理等科学课题
青藏高原作为亚洲“水塔”为亚洲主要河流提供水资源。由生物质和化石燃料燃烧排放的黑碳(Black carbon,BC)气溶胶对辐射具有极强的吸收作用,进而对地球系统的能量收支和分布具有重要的影响,是气候环境变化不可忽视的影响因子。青藏高原周边地区排放的黑碳气溶胶经大气环流可被传输至高原内部,并沉降到雪冰表面,对降水和冰川物质平衡产生重要影响。在青藏高原通过钻取冰芯样品、采集表雪样品,测量其中的黑碳含量,恢复历史记录和空间分布,为对评估黑碳对青藏高原的气候环境影响和大气污染物的跨境传输提供数据基础。
徐柏青
本数据集为2014-2018青藏高原西大滩(XDT)气象要素数据集。气象要素包括:2m空气温度(℃)、2m空气湿度(%)、降水(mm)、2m风速(m/s)、总辐射(w/㎡)。降水观测采用T200B。数据来源于中国科学院青藏高原冰冻圈观测研究站位于青藏线西大滩的综合监测场(场点编号:XDTMS),数据根据原始监测数据(监测频率为每半小时一次)计算日均值,缺测部分或不满足计算日均值条件的以NAN表示。数据经过人工整理及校验,缺测时段为2017-7-7至2017-10-3。
赵林
总览我国现有的各种冻土图,他们在分类系统、数据源、制图方法等方面存在较大的不同,这些图件代表了我国在过去的半个世纪中对多年冻土分布的阶段认识。为了更加合理地反映我国冻土的分布,并统计出我国冻土分布面积,我们在分析现有冻土图的基础上,制备了一个新的冻土分布图,该图融合了现有多个冻土图和青藏高原多年冻土分布的模型模拟结果,统一了全国各部分数据的获取时间,反映了2000年左右我国冻土的分布状况。 新的冻土图中,各种冻土类型的分布按以下原则确定: 1. 底图采用中国冻土区划及类型图(1:1000万)(邱国庆 等,2000)。青藏高原以外的高山多年冻土和瞬时冻土的分布沿用原图;季节冻土和瞬时冻土、瞬时冻土和非冻土的界限也均无变化。青藏高原地区的多年冻土和东北地区高纬度多年冻土的分布则采用以下结果更新。 2. 青藏高原区域的高海拔多年冻土和高山多年冻土分布采用南卓铜 等(2002)的模拟结果进行更新。该模型利用青藏公路沿线76个钻孔实测年平均地温数据,进行回归统计分析,获取年平均地温与纬度、高程的关系,并基于该关系,结合GTOPO30高程数据(美国地质调查局地球资源观测与科技中心领导下发展的全球1km数字高程模型数据)模拟得到整个青藏高原范围上的年平均地温分布,再以年平均地温0.5C作为多年冻土与季节冻土的界限。 3. 东北地区的高纬度多年冻土分布采用了Jin et al. (2007)的最新结果。 Jin et al. (2007)通过对过去几十年东北年平均降水和土壤水分的分析,认为东北地区的多年冻土南界与年平均气温的关系在过去几十年中没有发生实质变化。 4. 其他地区的高山多年冻土分布采用中国冰川冻土沙漠图(1:400万)(中国科学院寒区旱区环境与工程研究所,2006)更新。 在分类系统方面,现有的冻土图对多年冻土的划分多采用连续性标准,但对连续性的具体定义有很大不同。很多研究表明,连续性标准是一个与尺度密切相关的概念,并不适合于高海拔多年冻土的分类(程国栋, 1984; Cheng et al., 1992),且该标准无法应用于以网格为基本模拟单元的多年冻土分布模型。在本文中,我们放弃了连续性标准,而以制图单元(网格或区域)内是否存在冻土为标准。新的冻土图将我国冻土分为几下几类: (1)高纬度多年冻土 (2)高海拔多年冻土 (3)高原多年冻土 (4)高山多年冻土 (5)中深季节冻土:可能达到的最大季节冻结深度>1m; (6)浅季节冻土:可能达到的最大季节冻结深度<1m; (7)瞬时冻土:保存时间不足一个月 (8)非冻土。 数据具体说明,请参考说明文档及引用文献。
冉有华, 李新
该数据集包含昆莎冰川末端观测点的气温、降水、相对湿度、风速、风向等日值。 观测时间从2015年10月3日至2017年9月19日。利用自动气象站(Onset公司),每2小时记录一条数据。 原始数据经过质量控制后形成连续时间序列。通过计算得到每日均值指标数据。满足国家气象局和世界气象组织(WMO)对气象观测原始数据的精度。质量控制包括剔除曳点数据和传感器出现故障造成的系统误差。 数据以excel文件存储。
张寅生
青藏高原冰芯-积雪黑碳含量数据集包括5个表:1 Xu et al. 2006 AG,2 Xu et al. 2009 PNAS_Conc,3 Xu et al. 2009 PNAS_flux,4 Xu et al. 2012 ERL,5 Wang et al. 2015 ACP。 数据采集地点包括煤矿冰川、冬克玛底、枪勇、抗物热、纳木那尼、慕士塔格、绒布、唐古拉山、宁金岗桑、左丘普、天山乌鲁木齐河源1号等冰川,采集地点经纬度,高程等信息在数据中均有标注。 数据主要指标为:地点、时间、有机碳(organic carbon,OC)、元素碳(elemental carbon,EC)、黑碳(black carbon,BC)含量和通量。 地点:经纬度 时间:年份或日期 OC:有机碳 EC:元素碳 BC:黑碳 Conc.:含量,单位:ng g-1 Flux:通量,单位:mg m-2a-1 数据来自课题: ①国家重点基础研究发展计划(973计划):全球变化敏感因子的时空特性与遥感模式化;负责人:徐柏青单位:中国科学院青藏高原研究所资助者:科技部 ②国家重点基础研究项目:青藏高原形成演化对全球变化的响应与适应对策;负责人:姚檀栋单位:中国科学院青藏高原研究所资助者:科技部 ③国家自然科学基金面上项目:青藏高原雪冰中高分辨率碳黑记录研究;负责人:徐柏青单位:中国科学院青藏高原研究所资助者:国家自然科学基金委 ④国家自然科学基金面上项目:青藏高原冰芯包裹气体中气候环境信息的提取;负责人:徐柏青单位:中国科学院青藏高原研究所资助者:国家自然科学基金委 ⑤国家自然科学基金杰出青年基金项目:青藏高原雪冰-大气化学与环境变化;负责人:徐柏青单位:中国科学院青藏高原研究所资助者:国家自然科学基金委 ⑥国家自然科学基金青年基金项目:藏东南冰芯近百年来南亚人类活动气溶胶排放与燃烧得变化研究;负责人:王茉单位:中国科学院青藏高原研究所资助者:国家自然科学基金委 观测方法:两步加热法、热/光学碳分析方法和单颗粒黑碳气溶胶光度计。
徐柏青
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