“亚洲水塔”青藏高原(TP)的降水在区域水和能源循环中发挥着关键作用,对下游国家的水资源供应有重要影响。气象站点所获取的降水信息通常被认为是最准确的,但在地形复杂、环境恶劣的青藏高原中,气象站数据却十分有限。卫星和再分析降水产品可以为地面测量提供补充信息,特别是在大面积测量不足的区域。在这里,我们通过使用人工神经网络 (ANN) 和环境变量(包括海拔、地表压力和风速)确定各种数据源的权重来最优地融合站点、卫星和再分析数据。在 1998-2017 年期间,以每日时间尺度和 0.1° 的空间分辨率生成了一个多源降水 (MSP) 数据集横跨青藏高原。与其他四颗卫星产品相比,MSP与标准观测的日降水相关系数(CC)最高(0.74),均方根误差第二低,表明MSP的质量和数据合并的有效性方法。我们使用分布式水文模型进一步评估了青藏高原长江和黄河源头测量不佳的不同降水产品的水文效用。在 2004-2014 年期间,MSP 实现了每日流量模拟的最佳 Nash-Sutcliffe 效率系数(超过 0.8)和 CC(超过 0.9)。此外,基于多重搭配评估,MSP 在未测量的西部 TP 上表现最好。该合并方法可应用于全球其他数据稀缺地区,为水文研究提供高质量的降水数据。整个 TP 的左下角的经纬度、行数和列数以及网格单元信息都包含在每个 ASCII 文件中。
洪仲坤, 龙笛
采用三种广泛使用的基于模型的蒸散发数据集,包括ERA5,MERRA2和GLDAS2-Noah再分析数据,使用变异系数选取具有高一致性的融合区域,基于可靠性集合平均法融合获得了空间分辨率为0.25°的长序列(1980-2017年)全球逐日蒸散发产品(REA ET)。以GLEAM3.2a和通量塔观测数据作为参考数据和验证数据,结果表明,融合产品很好地捕捉了不同地区的蒸散发趋势,在所有植被覆盖情景下表现良好。数据集以NetCDF格式存储,包含变量E,代表陆地实际蒸散发,以毫米(mm)为单位。数据集包含三个维度:经度、纬度和时间,经度范围为-179.875E~179.875E,纬度范围为-59.875N~89.875N。完整时间覆盖范围为1980年1月1日~2017年12月31日。
陆姣, 王国杰, 陈铁喜, 李世杰, Daniel Fiifi Tawia Hagan, Giri Kattel, 彭建, 姜彤, 苏布达
本数据集为覆盖全球范围考虑积融雪过程的标准化水分距平指数(SZIsnow),该干旱指数数据集由GLDAS-2驱动产生。该指数考虑了与干旱发展相关的诸多水文过程,尤其是积融雪过程。目前许多干旱指数忽略了积融雪过程,导致不能准确地对积雪地区干旱的发生和发展进行评估,该指数很好地弥补了这一不足,解决了干旱物理机制解析与多时间尺度分析无法兼顾,不同类型干旱难以统一评估的两个难题。经验证该指数能够很好地对全球不同地区的历史干旱时间进行定量描述,其优异表现在高纬度和高海拔地区更为突出。因此本数据集可以为干旱的监测评估以及干旱相关研究提供科学参考。
吴普特, 田磊, 张宝庆
地表土壤水分(SSM)是了解地球表面水文过程的关键参数。长期以来,被动微波(PM)技术一直是在卫星遥感尺度上估算SSM的主要选择,而另一方面,PM观测的粗分辨率(通常>10 km)阻碍了其在更细尺度上的应用。虽然已经提出了定量研究,以缩小基于卫星PM的SSM的规模,但很少有产品可供公众使用,以满足1km分辨率和全天候条件下每日重访周期的要求。因此,在本研究中,我们在中国开发了一种具有所有这些特征的SSM产品。该产品是通过在36 km处对基于AMSR-E和AMSR-2的SSM进行降尺度生成的,涵盖了2003-2019年间两台辐射计的所有在轨时间。MODIS光学反射率数据和在多云条件下填补空白的每日热红外地表温度(LST)是降尺度模型的主要数据输入,以实现SSM降尺度结果的“全天候”质量。4月至9月期间,这一开发的SSM产品的每日图像在全国范围内实现了准完全覆盖。在其他月份,与最初的每日PM观测值相比,开发产品的全国覆盖率也大大提高。我们根据2000多个专业气象和土壤水分观测站的现场土壤水分测量结果对该产品进行了评估,发现该产品的精度在晴空到多云的所有天气条件下都是稳定的,无偏RMSE的站平均值在0.053 vol到0.056 vol之间。此外,评估结果还表明,开发的产品在1km分辨率下明显优于广为人知的SMAP Sentinel(主被动微波)组合SSM产品。这表明,我们开发的产品在改善未来水文过程、农业、水资源和环境管理相关调查方面可能带来的潜在重要效益。
宋沛林, 张永强
充分了解中国温带半干旱草地蒸散发的时空变化,可以提高我们对全球半干旱区气候、水文和生态过程的认识。本研究基于区域内13个站点的涡度相关系统观测数据,结合气象及遥感数据,利用机器学习方法(支持向量机),生产了年限为1982-2015年,空间分辨率为1km,时间分辨率为8天的长序列中国温带半干旱草地蒸散发数据集。该数据集在站点实测数据的验证和流域水量平衡的对比中,均表现较好。(详细过程请参阅参考文献)
雷慧闽
青藏高原土壤温湿度观测网(Tibet-Obs)始建于2008年,包括玛曲、那曲、阿里和狮泉河四个站网,目前已连续运行超过十年,并被NASA的土壤水分主被动卫星SMAP选定为其产品的地面验证点,促进了青藏高原遥感产品和模型模拟的评估和改进。本研究详细梳理了各观测站网的现状及其应用情况,并基于已有观测数据发展了一套长时序(2009-2019)地表土壤湿度(5 cm)观测数据集,主要包含四个站网各站点的15分钟原始观测数据以及玛曲和狮泉河站网的升尺度区域土壤湿度数据。
张佩, 郑东海, 文军, 曾亦键, 王欣, 王作亮, 马耀明, 苏中波
北极大河流域地面气象要素驱动数据集,包括地表日最大、最小及平均气温、日降水量、日均风速共5个要素。数据为NETCDF格式,水平空间分辨率约为0.1度(0.083°),范围包括了Yenisy、Lena、Ob、Yukon及Mackenzie流域,该数据可为北极大河流域水文过程模拟提供驱动数据。利用进一步质量控制的全球历史气候网数据集(GHCN)、全球日气象数据集(GSOD)、美国历史气候网数据集(USHCN)、加拿大气候数据集(AHCCD)、前苏联/俄罗斯气候数据集(USSR/Russia)的气象站点日观测数据,以ClimateNA(北美)、Worldclim(欧亚)数据作为背景场,采用薄板样条函数插值方法生成。
赵求东, 吴玉伟
本数据集提供青藏高原124个湖泊实测水质参数,湖泊总面积为24,570 平方千米,占青藏高原湖泊总面积的53% 。实测湖泊水质参数包括水温、盐度、pH、叶绿素a浓度、蓝绿藻(BGA)浓度、浊度、溶解氧(DO)、荧光溶解有机物(fDOM)和水体透明度(SD)。测量方法中,盐度使用电导率是传感器测量获得的比电导率(SpC)转换得到,叶绿素a和蓝绿藻(BGA)浓度使用总藻类荧光传感器测量,温度使用温度传感器测量,pH使用pH传感器测量,溶解氧(DO)使用光学溶解氧传感器测量,fDOM使用荧光传感器测量,单位是硫酸奎宁单位(QSU),浊度使用浊度传感器测量,以Formazin比浊法为单位(FNU)。上述传感器测量获取的参数均使用YSIEXO或HACH多参数水质仪测量,测量时,传感器位于湖面以下约10-20厘米处。湖泊水体透明度使用塞氏盘测量法进行测量。
朱立平
陆地实际蒸散发(ETa)是陆地生态系统的重要组成部分,它连接着水文、能量和碳循环。然而,准确监测和理解青藏高原(TP)实际蒸散发(ETa)的时空变化仍然非常困难。在此,利用MOD16-STM模型,在土壤属性、气象条件和遥感数据集的支持下,对青藏高原多年(2000-2018年)月度ETa进行了估算。估算出的ETa与9个通量塔的测量结果相关性非常好,均方根误差(平均RMSE=13.48 mm/月)和平均偏差(平均MB=2.85 mm/月)较低,相关系数(R=0.88)和一致性指数(IOA=0.92)较高。2000年至2018年,整个TP和东部TP(Lon>90°E)的空间平均ETa显著增加,增速分别为1.34 mm/年(P<0.05)和2.84 mm/年(P<0.05),而西部TP(Lon<90°E)未发现明显趋势。ETa及其组分的空间分布不均匀,从东南向西北TP递减。东部ETa呈显著上升趋势,西南部ETa全年呈显著下降趋势,尤其是冬春两季。土壤蒸发(Es)占总ETa的84%以上,其时间趋势的空间分布与年平均ETa相似。春季和夏季的ETa变化幅度和速率最大。陆表ETa的多年平均年值(面积2444.18×10^3 km2)为376.91±13.13 mm/年,相当于976.52±35.7 km3/年。整个TP(包括所有高原湖泊,面积2539.49×10^3 km2)的年平均蒸发水量约为1028.22±37.8 km3/年。新的ETa数据集有助于研究土地覆被变化对水文的影响,有助于对整个TP的水资源管理。
马耀明, 陈学龙, 袁令
本数据集包含青藏高原东部玛曲县一个流域的钻孔岩性数据,高程数据,土壤厚度和地表坡度数据,水文地质调查数据,和物探数据。钻孔岩性数据来源于2017年钻孔 ITC_Maqu_1;高程数据来源于2019年RTK测量;土壤厚度和地表坡度数据来源于2018年和2019年螺旋钻和坡度仪测量;水文地质调查包括2018年和2019年的地下水位埋深测量数据,和2019年的含水层测试数据;物探数据包括2018年的MRS核磁共振数据、ERT电阻率成像数据,和2019年的TEM瞬态电磁数据、磁化率测量数据。
李梦娜, 曾亦键, Maciek W. Lubczynski, Bob Su, 钱会
该数据集包含纳木那尼冰川(北支)2008-2018年的年物质平衡数据,侧碛和末端自动气象站2011-2019年日气象数据及冰面上2018-2019年的月均气温和相对湿度数据。 冰川物质平衡数据观测时间为每年9月底或10月初,采用冰面测杆和雪坑结合的方法进行观测,获取测杆点的物质平衡数据,然后计算整条冰川的年净物质平衡(具体方法见参考文献)。 2台自动气象站(AWSs,Campbell公司)分别安装在纳木那尼冰川侧碛和末端。AWS1观测时间为2011年10月1日-2018年11月30日,观测数据包括气温(℃)、相对湿度(%)、太阳辐射(W/m2),仪器半小时记录一次气象资料。AWS2观测时间为2010年10月19日-2018年11月30日,观测数据包括风速(m/s)、大气压(hPa)、降水 (mm),仪器每小时记录一次气象资料。首先剔除原始记录中的少量异常数据,然后计算这些参数的日值。数据质量方面:原始数据质量较好,缺失较少。 两个温湿度探头(型号:Hobo MX2301)于2018年安装于冰面,半小时记录一次数据。将半小时数据处理为月均值。原始数据质量较好,没有缺失。 数据以excel文件存储。 该观测资料可以为研究喜马拉雅西段北坡气候、冰川、水资源及其之间的关系提供重要的基础数据,可供研究气候、水文、冰川等的科研工作者使用。
赵华标
全面估算了1132个大于1 km2湖泊的水量变化。总的来说,1976至2019年间,湖泊水储量增加了169.7±15.1 Gt(3.9±0.4 Gt yr-1),主要发生在内流区(157.6±11.6或3.7±0.3 Gt yr-1)。1976至1995年间,湖泊水量显示减少(-45.2±8.2Gt或-2.4±0.4Gt yr-1),但在1995至2019年间,大幅增加(214.9±12.7Gt或9.0±0.5Gt yr-1)。2010至2015年间,水量增速减缓(23.1±6.5 Gt或4.6±1.3 Gt yr-1),随后在2015至2019年间再次出现高值(65.7±6.7 Gt或16.4±1.7 Gt yr-1)。在1976-2019年间,冰川补给湖水量增加(127.1±14.3 Gt)远远高于非冰川补给湖(42.6±4.9 Gt),这也与冰川补给湖数量多,面积广有关。另外,封闭湖水量增幅(161.9±14.0 Gt)大大高于外流湖(7.8±5.8 Gt)。
张国庆
中亚干旱区极端降水指数长时间序列数据集包含了49个站点的10项极端降水指数长时间序列数据。该数据集以全球日气候历史数据网络(GHCN-D)的逐日降水数据为基础,经过数据质量控制和异常值剔除,选取符合极端降水指数计算的站点,计算了气候变化检测和指数联合专家组(ETCCDI)定义的10项极端降水指数(PRCPTOT、SDII、RX1day、RX5day、R95pTOT、R99pTOT、R10、R20、CWD、CDD)。其中,有15站时间序列为1925-2005年。本数据集可以作为在全球气候变化下中亚干旱区极端降水事件发生频率和趋势探测分析的材料,也可以作为基础数据来探索极端降水事件对农牧业生产和生命财产损失的影响。
姚俊强, 陈静, 李建刚
中国地表温度数据集包含2003-2017年期间中国(约960万平方公里土地)的地表温度数据,时间分辨率为月尺度,空间分辨率为5600 m。 数据集主要是通过集成MODIS每日数据(MOD11C1和MYD11C1),月数据(MOD11C3和MYD11C3)和气象站数据,以重建月尺度LST图像云覆盖下的真实LST来生成的,然后构建回归分析模型以进一步提高精度。 六个具有不同气候条件的自然分区。 精度分析表明,重建结果与现场测量结果密切相关,平均RMSE为1.39°C,MAE为1.30°C,R2为0.97。 详情请参考引用文献Zhao et al (2020)。
毛克彪
基于青藏高原土壤温湿度观测网玛曲站点建立的地基L波段微波辐射计观测系统(ELBARA-III,由欧洲航空局提供),本数据集囊括了水平和垂直极化的L波段亮温数据,地表及以下不同层土壤湿度和温度数据,地表通量(如感热、潜热、碳通量),气象要素数据(如降水、上下行长波/短波辐射、空气温度和湿度、气压)以及植被叶面积指数LAI和土壤性质等辅助数据。此多年尺度的数据集可用于提高对陆面过程、微波辐射过程的理解,验证SMOS和SMAP卫星亮温观测和土壤湿度反演结果,校验微波辐射传输模型中的假设条件,验证陆面模式输出以及再分析资料,反演土壤物理性质,量化陆-气间的水、碳、能量交换,并将帮助定量化地球系统模型中参数化方案的偏差和不确定性,从而提出相应改进方案。 ELBARA-III双极化亮温数据可通过测量的辐射计电压和校准的内部噪声温度计算得到。该数据质量可靠,其质量控制主要通过:1)对辐射计输出的原始电压数据(以800Hz采样频率)进行直方图检验,利用统计指标过滤射频干扰对ELBARA-III微波信号数据的影响;2)检查辐射计进行天空辐射测量时两天线端口的电压值是否相似,天线电缆有无损耗;3)分析仪器内部温度、主动冷源温度和环境温度;4)分析不同入射角度的双极化亮温的特点。 - 时间分辨率:30分钟 - 空间分辨率:入射角为40°~ 70°,间隔为5°,观测覆盖范围为3.31 m^2~ 43.64 m^2 - 测量精度:亮温,1 K;土壤水分,0.001 m^3 m^-3;土壤温度,0.1 °C - 单位:亮温,K;土壤水分,m^3 m^-3;土壤温度,°C /K
Bob Su, 文军
本数据集包含2001-2018年青藏高原月平均地表实际蒸散发量,空间分辨率为0.1度。数据集主要以卫星遥感数据(MODIS)和再分析气象数据(CMFD)作为输入,利用地表能量平衡系统模型(SEBS)计算得到。在计算湍流通量的过程中引入了次网格地形拖曳参数化方案,提高了对地表感热通量和潜热通量的模拟。另外,利用青藏高原6个湍流通量站的观测数据对模型输出的蒸散发量进行了验证,显示出了较高的精度。该数据集可用于研究青藏高原陆气相互作用和水循环特征。
韩存博, 马耀明, 王宾宾, 仲雷, 马伟强, 陈学龙, 苏中波
高质量高时空分辨率降水产品在理解全球和区域尺度的“水-碳-能”循环研究中扮演重要角色。卫星遥感为监测降水高时空变异特征提供了不可替代的手段,尤其是在自然条件恶劣的无资料地区。但由于是间接估算而来,卫星遥感降水产品不可避免地存在系统偏差和随机误差。聚焦于目前主流的遥感降水产品(GPM IMERG及其回推产品,0.1°/half-hourly,2000-present)获取过程中的潜在不足,如该产品的矫正时空尺度为1.0°/monthly,本研究在更高时空尺度上提出一套新的时空矫正算法,并引入高质量地面观测产品APHRODITE(0.25°/daily),生产了一套亚洲地区同期高质量高时空分辨率降水数据集AIMERG(0.1◦/half-hourly,2000–2015)。AIMERG降水数据集能够同时有效考虑卫星估计和地面观测的各自优势,其系统偏差和随机误差在中国地区不同时空尺度上的表现优于GPM IMERG,为亚洲地区相关领域的科学研究及生产实践提供了更为丰富且可靠的基础数据。
马自强
青藏高原野外观测研究平台是开展青藏高原科学观测和研究的前沿阵地。基于高原地表过程与环境变化的陆面-边界层立体综合观测为青藏高原地气相互作用机理及其影响研究提供了大量的珍贵数据。本数据集综合了珠穆朗玛大气与环境综合观测研究站、藏东南高山环境综合观测研究站、那曲高寒气候环境观测研究站、纳木错多圈层综合观测研究站、阿里荒漠环境综合观测研究站、慕士塔格西风带环境综合观测研究站2005-2016年逐小时大气、土壤和涡动观测数据。包含了由多层风速风向、气温、湿度以及气压、降水组成的梯度观测数据,辐射四分量数据,多层土壤温湿度和土壤热通量观测数据以及感热通量、潜热通量和二氧化碳通量组成的湍流数据。这些数据能广泛的应用于青藏高原气象要素特征分析、遥感产品评估和遥感反演算法的发展、数值模拟的评估和发展等研究中。
马耀明
该数据集描述了雅鲁藏布江流域的降水时空分布,融合了 CMA、GLDAS、ITP-Forcing、MERRA2、TRMM五套再分析降水产品和卫星降水产品, 并结合流域内9个国家气象站和166个水利部雨量筒的观测降水制作而成,时间范围为1981-2016年,时间分辨率为3 h,空间分辨率为5 km,单位是mm/h。该数据将为雅江流域的研究提供更好的数据支撑,可用于研究流域水文过程对气候变化的响应等领域。具体使用信息请看随数据一同上传的说明文档。
汪远伟, 王磊, 李秀萍, 周璟
UHSLC提供了具有两个质量控制级别(QC)的潮汐测量数据。 其中快速交付(FD)数据是在数据收集的1-2个月内发布的,并且只接收关注于大级别转移和明显异常值的基本QC。GLOSS/CLIVAR(以前称为WOCE)“快速”海平面数据是按小时、每天和每月的价值进行分配。这个项目得到了NOAA的气候和全球变化计划的支持。其中每个文件都有一个名称“h######dat”,其中“h”表示每小时的海平面数据,而“###”表示站点号码,每个站点都存在一个文件。UHSLC数据集是GLOSS数据流。在UHSLC数据库中有许多潮汐记录,但骨干是光缆核心网(GCN)——全球300个验潮站的全球集合,它是全球原位海平面网络的基础。该网络被设计成在各种时间尺度上提供全球沿海海平面变化的均匀分布采样。
董文, University of hawaii sealevel center (UHSLC)
青藏高原由于高云覆盖,通常用来监测湖泊面积的光学遥感影像数据,如Landsat只能用来监测湖泊年尺度面积变化,而对湖泊季节变化研究了解较少。使用Sentinel-1 SAR数据,对青藏高原大于50平方公里湖泊月尺度面积进行了提取。研究显示,湖泊的季节变化显示出截然不同的模式,面积较大的湖泊(> 100 km2)在8-9月达到峰值,而较小的湖泊(50-100 km2)面积在6-7月达到峰值。封闭湖泊面积的季节峰值更突出,而外流湖的季节峰值更平缓。冰川补给湖相对于非冰川补给湖显示了延迟的面积峰值。同时,大尺度的大气环流,如西风、印度季风、和东亚季风也影响着湖泊面积的季节变化。此研究为监测湖泊面积年内变化弥补了空白。
张宇, 张国庆
青藏高原的水土资源匹配数据,由站点气象数据(2008-2016年,国家气象数据共享网)经过彭曼公式计算得出的潜在蒸散发数据,利用土地利用的不同土地类型,根据下垫面影响系数计算现有土地利用下的蒸散发量;以及气象数据中的站点降雨数据插值得到的降雨数据,根据两者差值得到水土资源匹配系数。实际降雨与现有土地利用条件下的需水量之间的差值来反映水土资源的匹配性,数值越大匹配性越好。水土资源的匹配情况的空间分布能为进一步了解青藏高原的农牧业资源情况做铺垫。
董凌霄
PML_V2陆地蒸散发与总初级生产力数据集,包括总初级生产力(gross primary product, GPP),植被蒸腾(vegetation transpiration, Ec),土壤蒸发(soil evaporation, Es),冠层截流蒸发(vaporization of intercepted rainfall, Ei)和水体、冰雪蒸发(ET_water),共5个要素。数据格式为tiff,时空分辨率为8天、0.05°,时间跨度为2002.07-2019.08。 PML_V2在Penman-Monteith-Leuning (PML) 模型的基础上,根据气孔导度理论,耦合了GPP过程。GPP与ET相互制约、相互限制,使得PML_V2在ET模拟精度,相对于以往的模型有很大的提升。PML_V2的参数分不同的植被类型,在全球95个涡度相关通量站上率定。其后根据MODIS MCD12Q2.006 IGBP分类,将参数移植至全球。PML_V2采用GLDAS 2.1的气象驱动和MODIS 叶面积指数(LAI)、反射率(Albedo),发射率(Emissivity)为输入,最终得到PML_V2陆地蒸散发与总初级生产力数据集。
张永强
北极圈大河流域内缺乏一套长时间序列的高分辨率降水格点数据,本数据提供了北极主要大河流域的逐日降水,数据集的范围为北纬45°至76.15°,使用的元数据包括:GSOD的1980-2015年气象站点数据,ERA-interim 1980-2018年降水数据,方法为:对站点数据进行风速修正,将其使用空间插值方法获得一套高分辨率的插值降水格点数据,使用改进后的分位数映射法(Quantile-Mapping),以插值降水数据作为背景数据,对ERA-interim数据进行频率订正,最终得到订正后的ERA-interim降水格点数据。可为北极大河流域水文过程的研究提供一套新的降水资料。
雷华锦, 李弘毅
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
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
地表蒸散发(Evapotranspiration,ET)是地球系统中水循环和能量传输的重要环节,地表蒸散发的准确获取有助于全球气候变化、作物估产、干旱监测等研究,并且对区域乃至全球水资源规划管理具有重要的指导意义。随着遥感技术的发展,遥感估算地表蒸散发已成为获取区域与全球蒸散发的一个有效途径,目前多种中低分辨率地表蒸散发产品已业务化生产和发布,但遥感估算地表蒸散发模型在模型机理、输入数据、参数化方案等方面仍存在许多不确定性,因此,需要通过真实性检验来定量评价遥感估算地表蒸散发产品的精度。但在真实性检验过程中,存在地表蒸散发遥感估算值与站点观测值的空间尺度不匹配问题,因此卫星像元尺度地表蒸散发的相对真值获取是关键。 以黑河流域综合观测网2012年6-9月中游“非均匀下垫面地表蒸散发的多尺度观测试验”中通量观测矩阵的4(村庄)、5(玉米)、6(玉米)、7(玉米)、8(玉米)、11(玉米)、12(玉米)、13(玉米)、14(玉米)、15(玉米)、17(果园)号站和2014-2015年1-12月下游绿洲胡杨林站(胡杨林)、混合林站(柽柳/胡杨)、裸地站(裸地)、农田站(甜瓜)、四道桥站(柽柳)观测数据(自动气象站、涡动相关仪、大孔径闪烁仪等)为基础,以高分辨率遥感数据(地表温度、植被指数、净辐射等)作为辅助数据,分布图见图1,考虑地表异质性对ET尺度扩展的影响,通过直接检验和交叉检验对6种尺度扩展方法(面积权重法、基于Priestley-Taylor公式的尺度扩展方法、不等权重面到面回归克里格方法、人工神经网络、随机森林、深度信念网络)进行比较和分析,最终优选一种综合的方法(在下垫面均匀时,采用面积权重法;在下垫面中度非均匀时,采用不等权重面到面回归克里格方法;下垫面高度非均匀时采用随机森林方法)分别获取中游和下游通量观测矩阵区域MODIS卫星过境瞬时/日的地表蒸散发像元尺度相对真值(空间分辨率为1km),并通过与大孔径闪烁仪观测值(参考值)进行验证分析,结果表明:该数据集整体精度良好,中游卫星像元尺度相对真值瞬时和逐日的平均绝对百分误差(MAPE)分别为2.6%和4.5%,下游卫星像元尺度相对真值瞬时和逐日的MAPE分别为9.7%和12.7%,可以用来验证其它遥感产品。该像元地表蒸散发数据既能解决遥感估算值与站点观测值的空间不匹配问题,又能表征验证过程的不确定性。所有站点信息和尺度扩展方法请参考Li et al. (2018)和 Liu et al. (2016),观测数据处理请参考Liu et al. (2016)。
刘绍民, 李相, 徐自为
采用WRF模式制备的青藏高原近地表大气驱动和地表状态数据集,时间范围:2000-2010,空间范围:25-40 ºN,75-105 ºE,时间分辨率:逐时,空间分辨率:10 km,格点数为150*300。 总计有33个变量,其中包含的近地表大气变量11个: 地面上2m高度的温度、 地面上2m高度的比湿、地面气压、地面上10m风场的纬向分量、地面上10m风场的经向分量、固体降水比例、累积的积云对流降水、累积的格点降水、地表处的向下短波辐射通量、地表处的向下长波辐射通量、累计的潜在蒸发。 包含的地表状态变量有19个:各层土壤温度、各层土壤湿度、 各层土壤液态水含量、雪相态改变的热通量、土壤底部温度、地表径流、地下径流、植被比例、地面热通量、雪水当量、实际雪厚、雪密度、冠层中的水、地表温度、反照率、背景反照率、更低边界处的土壤温度、地表面处向上的热量通量(感热通量)、地表面处向上的水量通量(感热通量)。 其他变量3个:经度、纬度和行星边界层高度。
潘小多
径流是大气降水形成的,并通过流域内不同路径进入河流、湖泊或海洋的水流。习惯上也表示一定时段内通过河流某一断面的水量,即径流量。径流数据在水文水资源研究中占据着重要的地位,影响中亚当地社会经济的发展。本数据为中亚五国(哈萨克斯坦、吉尔吉斯斯坦、塔吉克斯坦、乌兹别克斯坦和土库曼斯坦)流量,来源于中亚各国水文气象局。时间尺度为2015年的年均数据。本数据为项目提供了基础数据,便于分析中亚生态水文水资源的情况,为项目数据分析提供了数据支持。
刘铁
数据集综合了纳木错多圈层综合观测研究站、珠穆朗玛大气与环境综合观测研究站、藏东南高山环境综合观测研究站的大气、水文和土壤的长期监测数据。数据有三种分辨率,包括0.1秒、10分钟、30分钟、24小时不等。 野外的大气边界层塔(PBL)所使用的温湿度和气压传感器由芬兰的Vaisala公司生产,风速风向传感器由美国的MetOne公司生产,辐射传感器由美国的APPLEY公司和日本的EKO公司生产,气体分析仪由美国的Licor公司生产,土壤含水量、超声风速仪和数据采集器等由美国的CAMPBELL公司生产。定期(每年2-3次)由专业人员对观测系统进行维护,对传感器进行标定和更换,对采集的数据进行下载和整编,满足国家气象局和世界气象组织(WMO)的气象观测规范。 数据集加工方法为原始数据经过质量控制后形成时间连续序列,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。
马耀明
本项目利用分布式生态水文模型HEIFLOW(Hydrological-Ecological Integrated watershed-scale FLOW model)对黑河中下游开展了生态水文过程模拟。模型使用了动态土地利用功能,采用了由胡晓利等提供的2000、2007、2011三期土地利用数据。 模拟的时空范围及精度如下: 模拟期:2000-2012年,其中2000年为模型预热期 模拟步长:逐日 模拟的空间范围:黑河中下游,模型面积90589平方公里 模拟的空间精度:地表和地下均采用1km×1km网格,地表共90589个水文响应单元;地下分5层,每层90589个活动网格 HEIFLOW模型模拟结果数据集包含以下变量: (1)降水量(单位:毫米/月) (2)黑河上游主要出山径流量观测值(单位:立方米/秒) (3)蒸散发量(单位:毫米/月) (4)土壤入渗量(单位:毫米/月) (5)地表产流量(单位:毫米/月) (6)浅层地下水水头(单位:米) (7)地下水潜水蒸发量(单位:立方米/月) (8)浅层地下水面上补给量(单位:立方米/月) (9)地下水出露量(单位:立方米/月) (10)河流-地下水交换量(单位:立方米/月) (11)黑河干流四个水文站(高崖、正义峡、哨马营、狼心山)河道流量模拟值(单位:立方米/秒) 上述前两个变量为模型驱动数据,其余均为模型模拟量。所有变量时间范围为2001-2012,时间尺度为月。空间分布式数据精度为1km×1km,数据格式为tif。 上述变量中,如遇负值,表示地下水排泄量(如地下水潜水蒸发量、地下水出露量、地下水补给河道量等)。如需地下水埋深,使用模型地面高程数据减去地下水水头数据即可,部分区域地下水水头可能高于地表,表明该处存在地下水出露。 此外,数据集还提供: 中下游模型建模范围(格式为.shp) 中下游模型地表高程(格式为.tif) 上述数据全部使用WGS_1984_UTM_Zone_47N坐标系。 以HEIFLOW_V1_ ET_2001M01.tif为例,说明数据文件命名规则: HEIFLOW: 模型名称 V1: 数据集版本号1.0 ET: 变量名 2001M01:2000年1月,其中M表示月份
郑春苗
利用ETWatch模型与系统完成黑河流域2014年1公里分辨率月尺度地表蒸散发数据与中游绿洲30米分辨率月尺度地表蒸散发数据集,该数据集为栅格影像数据,它的时间分辨率是逐月尺度,空间分辨率为1公里尺度(覆盖整个流域)与30米尺度(覆盖中游绿洲区),单位为毫米。数据类型包括月、季、年数据。 数据的投影信息如下: Albers 等积园锥投影, 中央经线:110度, 第一割线:25度, 第二割线:47度, 坐标西偏:4000000 meter。 文件命名规则如下: 1)1公里分辨率遥感数据集 每月累计ET值文件命名:heihe-1km_2014m01_eta.tif 其中heihe表示黑河流域,1km表示分辨率为1公里,2014表示2014年,m01表示1月份,eta表示实际蒸散数据,tif表示数据为tif格式; 每季累计ET值文件命名:heihe-1km_2014s01_eta.tif 其中heihe表示黑河流域,1km表示分辨率为1公里,2014表示2014年,s01表示1-3月,为第一季度,eta表示实际蒸散数据,tif表示数据为tif格式; 每年累计值文件命名: heihe-1km_2014y_eta.tif 其中heihe表示黑河流域,1km表示分辨率为1公里,2014表示2014年,y表示年,eta表示实际蒸散数据,tif表示数据为tif格式。 2)30米分辨率遥感数据集 每月累计ET值文件命名:heihe-midoasis-30m_2014m01_eta.tif 其中heihe表示黑河流域,midoasis表示中游绿洲区,30m表示分辨率为30米,2014表示2014年,m01表示1月份,eta表示实际蒸散数据,tif表示数据为tif格式; 每季累计ET值文件命名:heihe-midoasis-30m_2014s01_eta.tif 其中heihe表示黑河流域,midoasis表示中游绿洲区,30m表示分辨率为30米,2014表示2014年,s01表示1-3月,为第一季度,eta表示实际蒸散数据,tif表示数据为tif格式; 每年累计值文件命名: heihe-midoasis-30m_2014y_eta.tif 其中heihe表示黑河流域,midoasis表示中游绿洲区,30m表示分辨率为30米,2014表示2014年,y表示年,eta表示实际蒸散数据,tif表示数据为tif格式。
吴炳方
黑河上游分布式生态水文模型(GBEHM)输出数据包括1-km网格的空间分布数据系列数据。 区域:黑河干游(莺落峡) 北大河(冰沟新地),时间分辨率:月尺度,空间分辨率:1km,时段:1960年-2014年。 数据包括降水量、蒸散发、径流深、土壤体积含水量(0-100cm)。 所有数据均为ASCII格式,流域空间范围参见reference目录下的basin.asc文件。 模型结果的投影参数: Sphere_ARC_INFO_Lambert_Azimuthal_Equal_Area
杨大文
黑河上游分布式生态水文模型(GBEHM)输出数据包括1-km网格的空间分布数据系列数据。 区域:黑河上游(莺落峡),时间分辨率:月尺度,空间分辨率:1km,时段:2015年-2070年(未来情景)。 数据包括降水量、蒸散发、径流深、平均气温。 所有数据均为ASCII格式,流域空间范围参见reference目录下的basin.asc文件。 模型结果的投影参数: Sphere_ARC_INFO_Lambert_Azimuthal_Equal_Area
杨大文
一、数据描述 数据包含2015年7~9月葫芦沟小流域降水、河水和地下水δ2H、δ18O,采样频率2周/次。 二、采样地点 (1)降水采样点位于中科院寒区与旱区研究所生态水文站内,经纬度为99°53′06.66″E, 38°16′18.35″N; (2)河水取样点一位置为黑河上游葫芦沟小流域出口流量堰处,经纬度为99°52′47.7″E,38°16′11″N。河水取样点二位置为黑河上游葫芦沟Ⅱ号区出口,经纬度为99°52′58.40″E, 38°14′36.85″N。 (3)地下水分泉水和井水取样点。泉水取样点位置位于流域出口东侧20m处,经纬度99°52′50.9″E, 38°16′11.44″N; 井水取样点位于东西支沟交汇处附近,经纬度99°52′45.38″E, 38°15′21.27″N。 三、测试方法 样品δ2H、δ18O值是利用PICARRO L2130-i超高精度液体水和水汽同位素分析仪测定,其结果用相对于国际标准物质V-SMOW的测试精度分别δ值表示,测定精度分别0.038‰、0.011‰。
马瑞, 邢文乐
该数据集包含了2012年6月12日至11月22日的黑河中游径流加密观测中的降水比对观测数据。降水比对场位于甘肃省张掖市甘州区长安乡上头闸村即通量观测矩阵的1号点。观测点的经纬度是N38°53'36.06",E100°21'28.92",海拔1559米。数据说明包括以下部分: 降水量分别采用5种不同高度、不同类型雨量计观测,观测频率1d。数据涵盖时间段6月12日至11月24日,单位(cm); 雨量计分别为:1、地面防溅雨量计(0.0米,称重式自计雨量计);2、人工标准雨量计(0.7米,人工观测);3、虹吸式自己雨量计(1.0米,纸质自动记录);4、称重式雨量计(1.5米,带防风隔栅自动记录);5、翻斗式雨量计(1.5米,自动记录)。 缺值数据统一采用字符串-6999表示。 多尺度观测试验或站点信息请参考Liu et al. (2016),观测数据处理请参考He et al.(2016)。
张建, 宁天祥, 黄晓明, 姜衡, 刘绍民, 李新
中国高寒山区月降水数据集包括祁连山(1960-2013)、天山(1954-2013)、长江源(1957-2014)地区月降水数据集。 分布式水文模型需要高精度的降水空间分布信息作为输入。由于站点稀少,站点插值降水无法体现高寒山区的降水空间分布。本数据集生成方式: (1) 收集整理各个地区国家气象台站降水数据、水文站点降水数据,新增中国科学院野外台站海拔4000m以上降水观测站点数据; (2)利用各个台站的气温资料对收集的降水数据进行不同降水类型的降水数据校正; (3)建立降水数据与海拔、经度、纬度之间的关系,逐月拟合生成1km尺度的月降水数据集。 本数据插值年份为1954-2014年,数据投影方式:Albers投影,空间插值精度为1-km,时间精度为逐月数据。数据经过交叉验证,站点观测数据验证,结果表明插值降水具有可靠性。 数据采用ASCII文件存储,天山和长江源月降水数据文件的文件名均为YYYYMM.txt形式,YYYY为年份,MM为月。祁连山逐月降水数据名称为:month_10001.txt,该文件为1960年1月降水数据,依次month_10002.txt为1960年2月降水,month_10013.txt为1961年1月降水数据,...... month_10648.txt为2013年12月降水数据。每个ASCII文件代表当日的网格降水数据,单位为mm。
陈仁升, 刘俊峰
黑河上游分布式生态水文模型(GBEHM)输出数据包括1-km网格的空间分布数据系列数据。 区域:黑河上游(莺落峡),时间分辨率:月尺度,空间分辨率:1km,时段:2000年-2012年。 数据包括蒸散发、径流深、土壤体积含水量(0-100cm)。 所有数据均为ASCII格式,流域空间范围参见reference目录下的basin.asc文件。 模型结果的投影参数: Sphere_ARC_INFO_Lambert_Azimuthal_Equal_Area
杨大文
黑河上游分布式生态水文模型(GBEHM)输出数据包括1-km网格的空间分布数据系列数据。 区域:黑河上游(莺落峡),时间分辨率:月尺度,空间分辨率:1km,时段:1980年-2010年。 数据包括降水量、蒸散发、径流深、土壤体积含水量(0-100cm)。 所有数据均为ASCII格式,流域空间范围参见reference目录下的basin.asc文件。 模型结果的投影参数: Sphere_ARC_INFO_Lambert_Azimuthal_Equal_Area
杨大文
黑河上游分布式生态水文模型的输出数据包括1-km网格的空间分布数据和流域出口的流量时间系列数据。(1)1-km网格的空间分布数据,月平均的土壤水分、实际蒸散发、径流深等1-km分辨率的空间分布数据。(2)径流时间系列流域出口的逐日流量数据。
杨大文
数据调查方法:黑河流域管理局调查搜集。 数据包括:1996年水利部黄河水利委员会编制的《黑河干流(含梨园河)水量分配方案》;1992年水利部兰州勘测设计院编制的《黑河干流水利规划简要报告》;2001年国务院批复的《黑河流域近期治理规划》;2008年黑河流域管理局的《黑河水量调度历史文件资料汇编》;2014年讨赖河流域管理局编制的《讨赖河流域酒泉盆地水资源合理配置方案研究》。
郑航, 王忠静
1947-1948年间,中华民国水利部河西水利工程总队编写了黑河干流水利工程规划书(15项)。这是目前全流域最早根据现代水利工程学原理编制的全面工程规划。这批规划以灌溉工程为主,兼顾跨流域调水与防洪工程。这些工程大多在1949年后得到不同程度的实现,但其中引大通河水入黑河水计划则从未付诸实施。这批文献中水文、社会经济数据的搜集则多完成于抗战时期,由甘肃省水利林牧公司负责完成,是流域内最早、较系统的数据,对于分析、认识民国时期黑河干流水利开发与社会经济状况有不可替代的价值。本数据主要内容包括张掖、山丹、民乐、临泽、高台的水库工程、地下水截引及灌溉工程、地表径流灌溉工程、灌溉渠系整理工程等计划书。
王忠静
葫芦沟人工蒸发皿和降水日尺度数据集 1.数据概述: 此数据集是祁连站2011年1月1日—2011年12月31日日尺度人工蒸发皿和降水数据。人工蒸发皿为20cm口径标准人工蒸发皿,降水量为20cm口径标准雨量器。 2.数据内容: (1)蒸发量的测定为每日20:00时用20专用量杯量测;一般是前一日20时以专用量杯量清水20毫米(原量)倒入器内,24小时后即当日20时,再量器内的水量(余量),其减小的量为蒸发量。即:蒸发量=原量—余量。若前一日20时到当日20时之间有降水,则计算式为:蒸发量=原量+降水量—余量。 (2)降水量一般采用2段制进行观测,即每日8时及20时各观测一次,雨季增加观测段次,雨量大时还需加测。日雨量是以每天上午8时作为分界,将本日8时至次日8时的降水量作为本日的降水量。若为降雨,用20专用量杯量测,当降雪时,仅用外筒作为承雪器具,然后用电子天平(沈阳龙腾ES30K-12型号电子天平,最小感量为0.2g)称重测量。 3.时空范围: 地理坐标:经度:99°53′E;纬度:38°16′N;海拔:2981.0m
陈仁升, 宋耀选, 刘俊峰, 阳勇, 卿文武, 刘章文, 韩春坛
1.数据概述: 此数据集是祁连站2012年1月1日—2012年12月31日日尺度气象梯度数据(2011年9月底安装)。VG1000梯度观测系统通过对风速风向、空气温湿度和辐射等常规气象要素进行长期监测,结合高精度、高扫描频率的数据采集器进行数据存储和处理分析。 2.数据内容: 主要观测要素包括四层气温、湿度和二维超声风,雨雪量计,八层地温、土壤含水量等。 3.时空范围: 地理坐标:经度:经度:99°52′E;纬度:38°15′N;海拔:3232.3m
陈仁升, 韩春坛
葫芦沟人工蒸发皿和降水日尺度数据集 1.数据概述: 此数据集是祁连站2013年1月1日—2013年12月31日日尺度人工蒸发皿和降水数据。人工蒸发皿为20cm口径标准人工蒸发皿,降水量为20cm口径标准雨量器。 2.数据内容: (1)蒸发量的测定为每日20:00时用20专用量杯量测;一般是前一日20时以专用量杯量清水20毫米(原量)倒入器内,24小时后即当日20时,再量器内的水量(余量),其减小的量为蒸发量。即:蒸发量=原量—余量。若前一日20时到当日20时之间有降水,则计算式为:蒸发量=原量+降水量—余量。 (2)降水量一般采用2段制进行观测,即每日8时及20时各观测一次,雨季增加观测段次,雨量大时还需加测。日雨量是以每天上午8时作为分界,将本日8时至次日8时的降水量作为本日的降水量。若为降雨,用20专用量杯量测,当降雪时,仅用外筒作为承雪器具,然后用电子天平(沈阳龙腾ES30K-12型号电子天平,最小感量为0.2g)称重测量。 3.时空范围: 地理坐标:经度:99°53′E;纬度:38°16′N;海拔:2981.0m
陈仁升, 韩春坛, 宋耀选, 刘俊峰, 阳勇, 刘章文
本项目基于美国USGS的GSFLOW模型对黑河中游张掖盆地进行地表-地下水耦合模拟的工作。模拟的时空范围及精度如下: 模拟期:1990-2012年; 模拟步长:逐日; 模拟的空间范围:张掖盆地; 模拟的空间精度:地下部分为1km×1km网格(5层,每层网格总数为150×172=25800,其中活动网格9106);地表部分以水文响应单元(HRU)为基本计算单元(总计588个,每个HRU面积几平方公里到几十平方公里不等)。 数据包括:地表入渗量、实际蒸散发、平均土壤含水量、地表地下水交换量、浅层地下水水位、正义峡日流量模拟值、正义峡月流量模拟值、地下水抽取量、河道引水量
郑一
一、数据描述: 在2012年6月~2013年6月内,分别对流域内降雨、河水、土壤水进行采样分析。 二、采样地点: 降雨采样点位于中科院祁连站院内,经纬度99°52′39.4″E,38°15′47″N; 河水采样点位于葫芦沟流域出口,经纬度99°52′47.7″E,38°16′11″N,采样频率为每周一次; 土壤水采样点位于在红泥沟集水区中下部,采样深度为地下180cm,经纬度99°52′25.98″E,38°15′36.11″N,仅取一次样。 三、测试方法: 样品中2012年样品采用Thermo Fisher TM Flash 2000和MAT 253型气体稳定同位素比值质谱仪进行测样;2013年样品采用L2130-i 超高精度液态水和水汽同位素分析仪进行测样。
孙自永, 常启昕
葫芦沟人工蒸发皿和降水日尺度数据集 1.数据概述: 此数据集是祁连站2012年1月1日—2012年12月31日日尺度人工蒸发皿和降水数据。人工蒸发皿为20cm口径标准人工蒸发皿,降水量为20cm口径标准雨量器。 2.数据内容: (1)蒸发量的测定为每日20:00时用20专用量杯量测;一般是前一日20时以专用量杯量清水20毫米(原量)倒入器内,24小时后即当日20时,再量器内的水量(余量),其减小的量为蒸发量。即:蒸发量=原量—余量。若前一日20时到当日20时之间有降水,则计算式为:蒸发量=原量+降水量—余量。 (2)降水量一般采用2段制进行观测,即每日8时及20时各观测一次,雨季增加观测段次,雨量大时还需加测。日雨量是以每天上午8时作为分界,将本日8时至次日8时的降水量作为本日的降水量。若为降雨,用20专用量杯量测,当降雪时,仅用外筒作为承雪器具,然后用电子天平(沈阳龙腾ES30K-12型号电子天平,最小感量为0.2g)称重测量。 3.时空范围: 地理坐标:经度:99°53′E;纬度:38°16′N;海拔:2981.0m
陈仁升, 宋耀选, 刘俊峰, 阳勇, 刘章文, 韩春坛
基于遥感地表蒸散发模型ReDraw模式制备的近地表大气驱动数据估算了黑河流域2001-2010年逐月地表蒸散发。坐标系统为经纬度投影,空间范围为:96.5E–102.5E, 37.5N–43N。数据格式为GEOTIFF。
王忠静
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