数据包含了黄河源区黄河干流和4条支流的径流成分资料。在2014-2016,春季,夏季和冬季,通过测试黄河源区几种冻土区河流水样的氡同位素和氚同位素含量,根据河道水流的质量守恒模型和同位素平衡模型,对河道流量进行径流成分解析,初步划分了地下水补给和地下冰融水在河川径流中的占比。模型计算得到的数据质量较好,相对误差在20%以内,通过了与以往实测数据的对比分析。该数据可为未来水文模型的参数率定及水文径流过程的模拟提供帮助。
万程炜
祁连山典型冻土区水文地质要素数据集内容主要包括黑河上游西支流域内的地下水类型、富水性(单孔涌水量或单泉流量)、主要河流与支流、泉水(下降泉、泉群、大泉、矿泉分布)、钻孔(承压水钻孔、潜水钻孔、自流水钻孔分布)、断裂带(压性断裂、张性断裂)、角度不整合界线、平行不整合界线、黑河上游西支流域边界线、季节性冻土区与多年冻土区分界线、现代冰川及沼泽分布。本水文地质要素数据集可为寒区水文生态过程和水文地质环境提供背景资料。本数据来自四幅1:20万水文地质图(祁连幅、野牛沟幅、祁连山幅、肃南幅)的矢量化并重新对地下水类型进行整合。分辨率较高,数据可为泛第三极江河源区水土资源演变和环境变化等研究提供背景资料。
孙自永
黑河上游八宝河流域2013-2014年各层(0 cm, 4 cm, 10 cm, 20 cm, 40 cm, 80 cm, 120 cm, 160 cm, 240 cm, 400 cm, 600 cm, 900 cm, 1200 cm, 1400 cm, 1500 cm) 1km 逐小时土壤温度、湿度和含冰量数据,本数据由SHAW模型模拟产生,并基于地面站点和无线传感器网络观测的土壤温湿度数据进行了验证,结果较好,可用于上游冻土水热过程相关研究。
张艳林
中国冰冻圈是指中国范围内,大气圈、水圈、生物圈、岩石圈的冻结部分。中国冰冻圈资源与环境信息系统是对中国冰冻圈资源与环境数据进行管理与分析的综合性信息系统。建立中国冰冻圈资源与环境信息系统一方面是满足地球系统科学的需要,为研制地理信息系统支持下的冻土、冰川以及雪盖对全球变化的响应与反馈模型提供参数与验证数据;另一方面系统整理和抢救宝贵的冰冻圈数据,为其提供一个科学、高效、安全的管理与分析工具。 中国冰冻圈资源与环境信息系统包含三个不同空间的基础数据库。其中青藏公路沿线部分的研究区域主要是青藏公路自西大滩到那曲约700公里长、公路两侧20~30公里宽的区域,这一区域广泛分布着多年冻土。青藏公路沿线基础数据库包含以下类型的数据: 1、冰冻圈数据。包括:积雪深度分布。 2、自然环境与资源。包括: 基础地质:第四纪地质(Quatgeo) 3、公路沿线冻土钻孔观测数据(Borehole):青藏公路沿线200个钻孔探测资料。 工程地质剖面图(CAD):岩性分布、含水量、颗分资料等 4、青藏公路沿线地区冰川质量平衡分布模型(Model):预测冻土格网数据。 青藏公路沿线图形数据包括13幅的比例尺为1:250000图幅;格网尺寸为100×100m。 详情请查看数据中的文档“中国冰冻圈资源与环境信息系统设计.doc”、“中国冰冻圈资源与环境信息系统数据字典.DOC”、“数据库-青藏公路.DOC”。
李新
分别于2014年4月和2016年5月在黄河源区(黄河沿以上)采集的21个湖泊(7个非热融湖塘,14个热融湖塘),在加拿大维多利亚Inno Tech Alberta实验室通过Delta V Advantage Dual Inlet/HDevice system 测试氢氧同位素丰度,同位素丰度表达为δ(‰)形式(相对于维也纳平均海水丰度) 测试误差:δ18O: 0.1‰,δD: 1‰ ,数据还包括通过Google earth engine中 Landsat 2017影像数据提取得到的湖泊面积和湖泊流域面积。 通过的长期气象资料数据(多年平均气温,多年平均相对湿度,多年平均年降水量,多年平均年水面蒸发量),基于水量平衡及同位素质量守恒模型(模型参数也包括在数据集中)对湖泊水文信息,包括蒸发/入流比例(E/I)和湖泊流域产水量(WY)进行估算。
万程炜
本数据集包括三江源地区环境介质中主要持久性有机污染物的浓度和分布数据。样品采集于2018年5月,采样范围包括三江源自然保护区及其周边地区。样品经索氏提取-净化-浓缩等前处理步骤制备后,由气相色谱-离子阱质谱进行测定。目标化合物包括有机氯农药、多氯联苯、多环芳烃等。样品前处理过程中,添加Mirex和PCB-30作为回收率标志物。样品测试时的内标为PCNB和PCB-209。经计算样品回收率普遍在60%-101%之间。
龚平, 王小萍
本数据集采用SMMR(1979-1987)、SSM/I(1987-2009)和SSMIS(2009-2015)逐日亮温数据,由双指标(TB_37v,SG)冻融判别算法生成,分类结果包含冻结地表、融化地表、沙漠及水体四种类型。数据覆盖范围为三江源区域,空间分辨率为25.067525 km,EASE Grid投影方式,以Geotif格式存储。像元数值表征地表冻融的状态:1代表冻结,2代表融化,3代表沙漠,4代表水体。因为该数据集中所有tif文件描述的是三江源国家公园范围,所以这些文件的行列号信息是不变的,摘录如下(其中cellsize单位为m): ncols 52 nrows 28 cellsize 25067.525 nodata_value 0
晋锐
黑河上游山区山体阴影时空分布图(2018年),本数据基于STRM数字高程模型和太阳位置变化(http://www.esrl.noaa.gov/gmd/grad/solcalc/azel.html),采用通视分析计算得到,空间分辨率为100m,时间分辨率为15分钟,可用于冻土、积雪、生态水文和遥感研究等领域。利用黑河上游多个自动气象站观测的太阳辐射进行综合对比分析,对计算结果进行了精度验证,可以准确地捕捉气象站位置山体阴影的时空变化,其中时间误差20分钟以内。
张艳林
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
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
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
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
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
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
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
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
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
活动层是多年冻主要特征之一,暖季融化,冷季冻结,呈季节性变化,其中所含水分的多少会对冻土的温度有一定影响,从而影响冻土稳定性。该数据集主要是活动层水分数据,监测站点位于92°E,34°N,海拔4600米,监测场地地势平坦,植被类型为高寒草甸,北麓河气象站采用的水分探头为CS615,分别在地表以下10cm、20cm、40cm、80cm、160cm的5个深度上进行水分监测,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冻土地温等资料可以开展活动层的热变化过程以及变化机理等科学课题。
陈继
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
本数据集包含从2004年到2009年青藏公路沿线6个位置的多年冻土活动层厚度和地表景观观测数据。 数据来源于科技基础性工作专项“青藏高原多年冻土本地调查”,观测方法为土壤温度法,通过布设活动层测温探头,进行多年冻土区活动层厚度的年际变化观测,并对观测数据进行计算整编。
赵林
基于青藏工程走廊现有的15个活动层厚度监测场天然孔数据资料,运用GIPL2.0冻土模型模拟了青藏工程走廊的活动层厚度现状分布图。该模型需要合成时间序列的温度数据集,按照时间跨度分为两个阶段,分别是1980-2009和2010-2015,第一阶段的温度数据来自于中国气象驱动数据集(http://dam.itpcas.ac.cn/rs/?q=data#CMFD_0.1),第二阶段的数据应用空间分变率为1km的MODIS地表温度产品(MOD11A1/A2, MYD11A1/A2)。此外,模型需要的土质类型数据来自于分辨率为1公里的中国土壤数据库(V1.1),同时还考虑了地貌,基于实测的土壤热物理参数以及土地覆盖类型等将研究区域归为88类进行了模拟。 对模拟结果和现场实测数据进行了对比,结果显示具有较好的一致性,相关系数达到0.75。在高山地区,活动层平均厚度小于2.0 m,然而在河谷地带,活动层平均厚度大于4.0 m,在高地平原区,活动层厚度通常在3.0 m -4.0 m之间。
牛富俊, 尹国安
地表温度作为地表能量平衡中的主要参数,表征了地气间能量和水分交换的程度,广泛应用于气候学、水文学和生态学等的研究中。 在冻土研究中,气候是冻土存在和发展的决定性因素之一,其中地表温度是影响冻土分布的主要气候因子,其影响冻土发生发育以及分布,是冻土建模的上边界条件,对寒区水文过程的研究具有重要的意义。 数据集基于青藏高原工程走廊DEM及观测站资料分析了青藏高原2000-2014地表温度变化趋势。利用MODIS上下午星Terra和Aqua的地表温度数据产品MOD11A1/A2、MYD11A1/A2,基于影像时空信息对云覆盖像元下地表温度信息进行了重建,采用昆仑山(湿地、草原)、北麓河(草原、草甸)、开心岭(草甸、草原)、唐古拉山(草甸、湿地)8个站点对重建信息及地表温度代表性问题进行了分析,通过相关性系数(R2)、均方根误差(RMSE)、平均绝对误差(MAE)和平均偏差(MBE)验证指标得出:(1)基于时空信息的MODIS云覆盖像元下地表温度重建精度较高;(2)上下午星Terra和Aqua四次观测加权平均代表性最好。 基于MODIS地表温度信息重建及代表性问题的分析,获取了青藏高原及其工程走廊带2000-2010年年均MODIS地表温度数据。 可以看出2000-2010年地表温度也在经历着波动的增温趋势,这与青藏高原以及青藏工程走廊多年冻土段气候变化保持基本相同的变化趋势。
牛富俊, 尹国安
该数据集是青藏工程走廊多年冻土段三个气象站近50年来的年平均气温和降雨量变化趋势。从记录数据可以看到,年平均气温整体在经历着缓慢的升高过程。五道梁和沱沱河在过去的56年内年平均气温的变化有很好的相关性(r2=0.83)。在1957年,五道梁、沱沱河年平均气温分别为-6.6和-5.1℃,到2012年,两站的气温分别为-4.6和-3.1℃,总的增温大约是2℃左右,年平均增温率为0.03-0.04℃。五道梁和安多在过去的47年内年平均气温的变化也有很好的相关性(r2=0.84)。在1966年,安多年平均气温为-3.0℃,到2012年,气温增加到了-1.8℃,总的增温大约是1.2℃,年平均增温为0.02-0.03℃。年平均气温的增加在五道梁和沱沱河略快于安多。 然而,从降雨量来看,降雨的变化比气温变化更加波动。五道梁和沱沱河在过去56年内年降雨量的变化相关性较差(r2=0.60)。在1957年,五道梁、沱沱河年降雨量分别为302和309mm,到2012年,两站的年降雨量分别为426和332mm,五道梁有124mm的降雨增加,年降雨量增加率约为2mm,沱沱河年降雨量增加率仅为0.4mm。五道梁和安多在过去的47年内年降雨量的变化相关性也较差(r2=0.35)。在1966和2012年,安多年平降雨量分别为354和404mm,总的增加大约是50mm,年平均增加率为1mm。年降雨量的增加在五道梁是最快的。 三个气象站代表了青藏工程走廊多年冻土段的气候变化情况。从整体的气温和降雨量的变化趋势来看,过去50年,走廊北部和中部的气温增速较快,超过全球平均0.02℃/a的水平(IPCC)。北部的降雨量增加也较明显,尤其是五道梁气象站的降雨增速非常明显。气温变暖和降雨增加都对加速多年冻土的空间变化产生较大影响,是导致青藏高原多年冻土退化的主导因素。
牛富俊, 林战举, 尹国安
应用GIPL2.0冻土模型模拟了青藏工程走廊的平均地温分布图。该模型需要合成时间序列的温度数据集,按照时间跨度为2010-2015,数据应用空间分辨率为1km的MODIS地表温度产品(MOD11A1/A2, MYD11A1/A2)。此外,模型需要的土质类型数据来自于分辨率为1公里的中国土壤数据库(V1.1),同时还考虑了地貌,基于实测的土壤热物理参数以及土地覆盖类型等将研究区域归为88类进行了模拟。 对年平均地温模拟结果和现场实测数据进行了对比,结果显示具有较好的一致性。模拟结论得出在高山区域,如昆仑山,唐古拉山,年平均地温小于-2.0 °C;而在较高的河谷地带,如坨坨河的年平均地温高于0 °C;对于高平原地区(如北麓河盆地和五道梁盆地)的年平均地温较高在-2.0 °C ~ 0 °C范围内。如果以年平均地温小于0 °C为多年冻土存在与否的阈值,则青藏工程走廊的多年冻土占整个区域的78.9%。同时根据地温的不同将青藏工程走廊的冻土类型分为低温稳定多年冻土、低温基本稳定多年冻土、高温不稳定多年冻土和高温极不稳定多年冻土。
牛富俊, 尹国安
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和AMSR2被动微波亮温数据,利用冻融判别式算法制备的全球近地表冻融状态(空间分辨率:0.25°;时间跨度:2002-2019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
青藏高原被称为“世界第三极”和“亚洲水塔”,一个较为准确的青藏高原冻土图对当地寒区工程和环境建设有着重要意义。因此,为了满足工程和环境需求,通过多源遥感数据(高程、MODIS地表温度、植被指数和土壤水分)建立决策树对青藏高原多年冻土和季节冻土进行了划分。数据为栅格格式,DN=1为多年冻土;DN=2为季节冻土。 其中高程数据来自于1kmx1km的中国DEM(Digital Elevation Model)数据集(http://westdc.westgis.ac.cn);地表温度是欧阳斌等通过 Sin-Linear 法拟合后的日平均地表温度年均值。文中在MODIS 地表度产品用Sin-Linear 法拟合估算出日平均地表温度基础上,为了缩小与已有冻土图前后时间差异,以研究区2003年地表温度做为冻土分类的信息源;植被信息采用Aqua 和Terra 星的2003 年 16 天合成产品数据(MYD13A1 和 MOD13A1)提取植被指数值;土壤水分值根据 2003 年 AMSR-E观测质量较好的5月份升轨数据得到。因此,基于以上数据信息,以1:300万青藏高原冻土图和1:400万<<中国冰川冻土沙漠图>>为先验信息得到决策树的分类阈值,从而对青藏高原的冻土类型进行分类。 最后,对于分类结果利用西昆仑山、改则和温泉的调查冻土图以及其它已有的青藏高原冻土图进行了验证和对比,统计结果显示基于多源遥感信息的青藏高原冻土图多年冻土面积占青藏高原总面积的42.5%(111.3 × 104 km²),季节冻土面积占青藏高原总面积的53.8% (140.9 × 104 km²),这个结果与先验图(1:300万青藏高原冻土图)具有较好的一致性。此外,文中基于不同冻土图之间的总体精度和Kappa系数表明:不同方法编制或模拟的青藏高原冻土图在空间分布格局上基本保持一致,而分类不一致的地方大部分在多年冻土与季节冻土的分界边缘地带。
牛富俊, 尹国安
青藏高原过去的冻土图主要基于稀少的台站气温观测,采用基于连续性的分类系统。本数据集利用地理加权回归模型(GWR)综合了经过时空重建的MODIS地表温度、叶面积指数、积雪比例和国家气象信息中心多模型土壤水分预报产品、融合了4万多个气象站降水观测和FY2卫星观测的降水产品及152个气象台站2000-2010年的多年平均气温观测数据,模拟得到了青藏高原过去1公里分辨率的多年平均气温数据,利用多年冻土热条件分类系统,将多年冻土分为非常冷(Very cold)、冷(Cold)、凉(Cool)、暖(Warm)、非常暖(Very warm)和可能解冻(Likely thawing)几个类型。该图显示,扣除湖泊和冰川,青藏高原多年冻土总面积约为107.19万平方公里。验证表明该图具有更高的精度。可为今后冻土工程规划设计与环境管理等提供支持。
冉有华, 李新
高亚洲地区是中纬度全球变化敏感区和研究的热点区域,其境内湖泊星罗棋布,湖冰冻融参数是全球变化的关键敏感因子之一。由于冰水介电常数差异大,高重访率且对天气不敏感的星载被动微波遥感可实现湖冰冻融状态的快速监测。本数据集依据微波辐射计像元内湖泊和陆表的面积比例,应用混合像元分解方法获取了像元(亚像元级)的湖泊亮温信息,实现高亚洲地区被动微波遥感亚像元级湖冰冻融监测,并采用多种被动微波数据,共计获得高亚洲区域 2002-2016 年 51 个中大型时间序列湖泊亮温数据和冻融状态信息。以无云MODIS 光学产品为验证数据,在高亚洲不同区域,选取可可西里湖、达则错、库赛湖等三个大小不一的湖泊进行冻融判别验证,结果表明微波和光学遥感所获取的湖冰冻结和融化参数具有较高的一致性,其相关系数可达0.968 与 0.987。本数据集包含湖泊的时间序列亮温值和湖冰冻融参数,可进一步对湖泊开展特征参数反演,以及提升对高亚洲地区的湖冰冻融的理解,为高亚洲地区气候、环境变化以及高亚洲对全球气候变化响应模型提供数据基础。数据集由 2 部分数据组成,其一为 2002-2016 年高亚洲区域 51个湖泊的被动微波遥感亮温数据集,观测时间间隔为 1~2 天;其二是由湖泊亮温数据集判断所获得的湖冰冻融数据集。文件名分别为:最邻近法与像元分解的湖泊亮温数据 .zip(12 MB),2002–2016 高亚洲 51 个湖泊湖冰冻融数据集 .xls(0.1 MB)
邱玉宝
南北极冰盖冻融数据集采用微波辐射计和微波散射计两种数据获取。微波辐射计数据覆盖时间从1978年到2015年,空间分辨率为25 km;微波散射计数据覆盖时间从2000年到2015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。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;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)。
李新武, 梁雷
2008年全国遥感年平均地表温度和冻结指数是冉有华等(2015)基于MODIS Aqua/Terra逐日四次的5公里瞬时地表温度数据产品,发展了新的年平均地表温度和冻结指数估计方法,该方法利用上下午LST观测的平均获取日平均地表温度,方法的核心是如何恢复LST产品的缺失数据,该方法有两个特点:(1)将遥感观测到的日地表温度变幅进行了空间插值,利用插值获取的空间连续的日地表温度变幅,使一天只有一次的卫星观测数据得到应用;(2)利用了一个新的缺失数据时间序列滤波方法,即基于离散余弦变换的惩罚最小二乘回归方法。 验证表明,年平均地表温度与冻结指数的精度只与原始MODIS LST的精度有关,即保持了MODIS LST产品的精度。可用于冻土制图及相关资源环境应用。
冉有华, 李新
在黑河上游多年冻土区域,选取11个有编号的典型钻孔,使用钻孔温度插值计算得出多年冻土及季节冻土厚度值,设定0度等温面为多年冻土和季节冻土下底板。 数据包括钻孔编号、经纬度、冻土厚度及冻土类型。
张廷军, 高坛光
冻融指数作为冻土研究的重要参数,对于冻土研究具有十分重要的意义,同时也是研究气候变化的重要指标。冻融指数是日气温或地表土壤温度在给定时间的累计值。 本数据是根据中国气象局在黑河流域布设的15个常规气象台站逐日的地表温度的观测资料,计算得到的各气象台站1960-2006年逐年的地表冻融指数。
张廷军
1.数据概述: 此数据集是祁连站2011年1月1日—2011年12月31日人工观测冻土冻结深度数据集,每日08时观测。 2.数据内容: 数据内容为冻土器冻结深度数据集。冻土观测是利用灌注在橡皮内管中水的冻结深度 (长度 )作为记录的,根据埋入土中的冻土器内水结冰的部位和长度,来测定冻结层次及其上限和下限深度。以厘米(cm)为单位,取整数,小数四舍五入。每天0 8时观测 1次。 3.时空范围: 地理坐标:经度:99°53′E;纬度:38°16′N;海拔:2981.0m
韩春坛, 宋耀选, 刘俊峰, 阳勇, 卿文武, 刘章文
1.数据概述: 此数据集是祁连站2013年1月1日—2013年12月31日人工观测冻土冻结深度数据集,每日08时观测。 2.数据内容: 数据内容为冻土器冻结深度数据集。冻土观测是利用灌注在橡皮内管中水的冻结深度 (长度 )作为记录的,根据埋入土中的冻土器内水结冰的部位和长度,来测定冻结层次及其上限和下限深度。以厘米(cm)为单位,取整数,小数四舍五入。每天0 8时观测 1次。 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
1.数据概述: 此数据集是祁连站2012年1月1日—2012年12月31日人工观测冻土冻结深度数据集,每日08时观测。 2.数据内容: 数据内容为冻土器冻结深度数据集。冻土观测是利用灌注在橡皮内管中水的冻结深度 (长度 )作为记录的,根据埋入土中的冻土器内水结冰的部位和长度,来测定冻结层次及其上限和下限深度。以厘米(cm)为单位,取整数,小数四舍五入。每天0 8时观测 1次。 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, 韩春坛, 刘俊峰, 阳勇
本数据是通过黑河上游源区内外九个站点0cm处的地表温度通过空间插值,结合冻土模拟方法获得。图中1代表季节性冻土,2代表多年冻土。 本数据为TIFF格式,投影采用WGS-84,空间范围为37.7263N-39.0976N,98.5769E-101.1608E。
葛社民
2007年10月17日夜间,在阿柔样方2开展了Envisat ASAR数据的地面同步观测试验。 Envisat ASAR数据为AP模式,VV/VH极化组合方式,过境时间约为23:04BJT。阿柔样方2为3Grid×3Grid,每个Grid为30m×30m,共计25个采样点(包含中心点和角点)。 与卫星过境同步,在阿柔样方2,采用ML2X土壤水分速测仪获取土壤体积含水量;采用WET土壤水分速测仪测量获得土壤体积含水量、电导率、土壤温度及土壤复介电常数实部;手持式红外温度计获得地表辐射温度;并采用100cm^3环刀取土经烘干获得重量含水量、土壤容重及体积含水量。同时还对植被一些参数进行了相关调查,主要包括植被高度、覆盖度、植被含水量。地表粗糙度信息请参见“黑河综合遥感联合试验:阿柔加密观测区地表粗糙度数据集 ”元数据。 本数据可为发展和验证主动微波遥感反演土壤水分及冻融状态算法提供基本的地面数据集。
白云洁, 郝晓华, 晋锐, 李弘毅, 李新, 李哲
环北极多年冻土和地下冰分布图是1997年国际冻土协会联合多个国家的冻土研究机构编制的目前唯一的一个国际冻土数据图。该冻土图描述了北半球(20°N to 90°N)多年冻土的分布与属性及地下冰条件。通过连续性划分冻土范围,将多年冻土划分为连续(90-100%)、不连续(50-90%)、零星(10-50%)、岛状(<10%)和无多年冻土。最上层20米的地下冰丰度通过冰的体积百分比划分(>20%, 10-20%, <10% 和 0%)。发布的ESRI-shape文件源于1:10,000,000的纸质地图(Brown et al. 1997)。该图可用于全球气候变化、极地资源开发和环境保护等相关领域。中国部分如图例所示。更多信息参考文献(Heginbottom et al. 1993)。 数据的格式为ESRI shapefiles,可通过美国冰雪数据中心下载(http://nsidc.org/data/ggd318.html)。
O. Ferrians, J. A. Heginbottom, E. Melnikov
2007年10月18日,在阿柔样方1和阿柔样方2开展了Envisat ASAR数据的地面同步观测试验。Envisat ASAR数据为AP模式,VV/VH极化组合方式,过境时间约为11:17BJT。阿柔样方1和阿柔样方2均为3Grid×3Grid,每个Grid为30m×30m,共计25个采样点(包含中心点和角点)。 在每个采样点,采用WET土壤水分速测仪测量获得土壤体积含水量、电导率、土壤温度及土壤复介电常数实部;手持式红外温度计获得地表辐射温度;并用100cm^3环刀取土经烘干获得重量含水量、土壤容重及体积含水量。同时还对植被一些参数进行了相关调查,主要包括植被高度、覆盖度、植被含水量。地表粗糙度信息请参见“黑河综合遥感联合试验:阿柔加密观测区地表粗糙度数据集 ”元数据。 本数据可为发展和验证主动微波遥感反演土壤水分及冻融状态算法提供基本的地面数据集。
白云洁, 郝晓华, 晋锐, 李弘毅, 李新, 李哲
该数据是黑河流域2000年—2009年,季节冻土冻融状态的月平均空间分布。基于黑河流域2000—2009年栅格化气温数据,将地表土壤的冻融状态划分为三种:不冻结状态,不完全冻结状态,完全冻结状态。完全冻结是指土壤在全月都处于完全冻结状态。不完全冻结是指土壤在月内冻结天数≤30天但≥1天,且土壤有冻融循环出现。不冻结是指土壤在本月不发生冻结。数据以栅格的形式,可以在ArcGis中打开,1代表不冻结状态,2代表不王全冻结状态,3代表完全冻结
彭小清, 张廷军
冻土图的编制依据包括:(1)冻土野外调查、勘探实测资料;(2)航空像片和卫星影像判译;(3)TOPO30 1km分辨率的地面高程数据;(4)气温和地面温度资料。其中,青藏高原的冻土分布采用了南卓铜等(2002)的研究结果,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。以年平均地温0.5 ℃作为多年冻土与季节冻土的界限,参考《中国冰雪冻土图》(1:400万)(施雅风 等,1988)划定高原不连续多年冻土与高原岛状多年冻土的界限;另外,参考东北大小兴安岭多年冻土分区图(郭东信 等,1981)、环北极多年冻土和地下冰分布图(Brown et al. 1997)和最新野外实测资料,对东北的多年冻土界线进行了修订;西北高山多年冻土界线多采用了《中国冰雪冻土图》(1:400万)(施雅风 等,1988)中划定的界线。 根据该数据统计的中国多年冻土区面积约1.75×106km2,约占中国领土的18.25%。其中,高山多年冻土0.29×106km2,约占我国领土面积的3.03%。 更多信息参考《1:400万中国冰川冻土沙漠图》说明书(中国科学院寒区旱区环境与工程研究所,2006)
王涛
字段说明: Num_code(冻土属性编码) Combo(冻土属性) extent(冻土范围) content(含冰量) 属性对照如下: (1)冻土属性对照表: 0 (No information ) 1 - chf (Continuous permafrost extent with high ground ice content and thick overburden) 2 - dhf (Discontinuous permafrost extent with high ground ice content and thick overburden) 3 - shf (Sporadic permafrost extent with high ground ice content and thick overburden) 4 - ihf (Isolated patches of permafrost extent with high ground ice content and thick overburden ) 5 - cmf (Continuous permafrost extent with medium ground ice content and thick overburden ) 6 - dmf (Discontinuous permafrost extent with medium ground ice content and thick overburden ) 7 - smf (Sporadic permafrost extent with medium ground ice content and thick overburden ) 8 - imf (Isolated patches of permafrost extent with medium ground ice content and thick overburden) 9 - clf (Continuous permafrost extent with low ground ice content and thick overburden ) 10 - dlf (Discontinuous permafrost extent with low ground ice content and thick overburden ) 11 - slf (Sporadic permafrost extent with low ground ice content and thick overburden ) 12 - ilf (Isolated patches of permafrost extent with low ground ice content and thick overburden) 13 - chr (Continuous permafrost extent with high ground ice content and thin overburden and exposed bedrock ) 14 - dhr (Discontinuous permafrost extent with high ground ice content and thin overburden and exposed bedrock ) 15 - shr (Sporadic permafrost extent with high ground ice content and thin overburden and exposed bedrock ) 16 - ihr (Isolated patches of permafrost extent with high ground ice content and thin overburden and exposed bedrock) 17 - clr (Continuous permafrost extent with low ground ice content and thin overburden and exposed bedrock ) 18 - dlr (Discontinuous permafrost extent with low ground ice content and thin overburden and exposed bedrock ) 19 - slr (Sporadic permafrost extent with low ground ice content and thin overburden and exposed bedrock) 20 - ilr (Isolated patches of permafrost extent with low ground ice content and thin overburden and exposed bedrock ) 21 - g (Glaciers) 22 - r (Relict permafrost) 23 - l (Inland lakes ) 24 - o (Ocean/inland seas ) 25 - ld (Land) (2)冻土范围对照表 c = continuous (90-100%) d = discontinuous (50- 90%) s = sporadic (10- 50%) i = isolated patches ( 0 - 10%) (3)含冰量对照表 h = high (>20% for "f" landform codes) (>10% for "r" landform codes) m = medium (10-20%) l = low (0-10%)
National Snow and Ice Data Center(NSIDC), 吴立宗
该图是施雅风先生和米德生编制的《中国1:400万冰雪冻土图》,地图编制的工作地图为《中华人民共和国汉语拼音版》,保留了地图的水系及山脉注记,并增加了一些山文注记。编绘冻土图的依据是:冻土调查和勘探的实际资料、遥感资料的判译、影响冻土形成和分布的气温条件及地形特征。冰川雪线高度以等值线表示其变化趋势。季节性积雪与季节性结冰是综合依据了全国1600个气象观测台站资料和多年考察结果以等值线加注记和符号表示、冷生(冰缘)现象选择具有代表性且经实地观察到的给予示意性的表示。多年冻土和非多年冻土范围界线,依据考察现场资料经计算而编制成图,其综合程度较高(特普费尔著,1982) 《中国冰雪冻土图》反映了冰川、积雪、冻土及冰缘分布的规模、类型、特征,以及在科学研究上的价值和生产实践中利用、防治的前景。表现了我们三十年来在冰川冻土科研方面的成果。
施雅风, 米德生
该数据集对扫描图《中国400万冰雪冻土图》(施雅风、米德生,1988)进行几何校正,然后通过数字化,综合考虑海拔和纬度,结合多年冻土的连续性将冻土划分为:高纬度多年冻土的大片多年冻土、岛状融区多年冻土和岛状多年冻土;高海拔多年冻土和高山多年冻土(包括阿尔泰山,天山,祁连山、横断山、喜马拉雅山及中国东部的太白山、黄岗梁和长白山)和高原多年冻土(青藏高原),高原多年冻土(青藏高原)又分为大片多年冻土和岛状多年冻土;季节冻土、瞬时冻土和无冻土区。
施雅风, 米德生
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