北极放大效应是 20 世纪最显著的气候变化现象。为理解北极放大效应对全球气候变化的响应及影响,科学家们开展了 CMIP6 子计划北极放大效应比较计划(PAMIP)。 中国科学院大气物理研究所的气候系统模式 FGOALS-f3-L 参加了上述计划并完成和提交了 8 组大样本集合试验。这些试验基于陆气耦合模式,分别考虑了不同下垫面强迫的组合在工业革命前情景、 现代气候情景和未来气候变化情景下,全球海温和海冰变化对大气环流及全球气候系统的影响。所有的试验外强迫固定在 2000 年,采用 100 个集合,从 2000 年 4 月 1 日开始积分到 2001 年 6 月 30 日。以上数据为进一步理解北极放大效应现象及其影响提供了新的科学数据和科学依据。
何编
冰川表面运动提取在冰川动力学与物质平衡变化研究中具有重要意义,针对当前我国自主遥感卫星数据在冰川运动监测应用中存在的不足,选用GF-3卫星FSI模式下获取的2019—2020年间覆盖青藏高原高山区典型冰川的SAR数据,借助并行化偏移量跟踪算法获取了研究区冰川表面流速分布。GF-3影像凭借其良好的空间分辨率,在规模较小、运动缓慢的冰川运动提取方面具有显著的优势,能够更好地体现冰川运动细节信息及其差异性。该研究有助于分析气候变化背景下青藏高原地区冰川的运动规律及其时空演变特征。
闫世勇
南极McMurdo Dry Valleys 冰川表面流速遥感后处理产品,基于Antarctic Ice Sheet Velocity and Mapping Project(AIV)数据,通过先进的算法和数值工具后处理得到。该产品利用Sentinel-1/2/Landsat数据绘制,提供了McMurdo Dry Valleys 均匀、高分辨率(60m)的冰流速结果,时间覆盖范围从2015到2020。
江利明
该数据为第六次国际耦合模式比较计划 (CMIP6)在中等排放场景(ssp245)下对2020年-2100年南极海冰密集度数据的模拟。对CMIP6的25个模式数据统一插值后进行集合平均。海冰密集度数据大小在0-1之间,数据时间范围从2020年1月至2100年12月,时间分辨率为月,空间范围为南纬45°以南,空间分辨率为1°×1°。该数据提供了中等排放情景下,南极海冰的的状态和演变,可为南极未来变化等研究提供参考。
李双林, 王惠
基于CMIP6模式资料(模式列表见表1)估算了历史时期(1990-2014年)和未来(2046-2065年)不同气候变化情景下(包括SSP126, SSP245, SSP585),青藏高原和环北极地区冻土分布、冻土活动层厚度,以及冻土区陆地生态系统碳通量(总初级生产力GPP和生态系统碳源汇NEP)数据,空间分辨率为1°×1°。其中冻土分布利用空间约束方法 (Chadburn et al., 2017),基于现阶段不同温度梯度下冻土出现的概率,结合地球系统模式模拟的未来温度变化,估算未来气候变暖情景下的冻土分布。活动层厚度变化方面,利用现阶段基于遥感估算的活动层厚度对温度变化的敏感性约束地球系统模式模拟的活动层厚度变化,从而校正模型对冻土活动层厚度模拟的误差。未来冻土区碳通量为地球系统模式模拟结果的多模式集合平均值。 模拟结果表明,未来气候变化情景下青藏高原冻土将显著退化,随着未来温度升高,连续多年冻土区表现为碳源,但升温促进植被生长,在非连续冻土区碳汇能力增强。与青藏高原类似,未来环北极地区冻土也将普遍退化,未来气候变暖促进北极地区植被增长,从而增强区域碳汇。
汪涛, 刘丹, 魏建军
基于中国第33次南极科学考察,在东南极中山站至Dome A断面上获取的雪冰金属元素浓度时空分布数据集,主要包括:1、距离中山站202公里处获取的一支浅冰芯,冰芯涵盖时间长度为1990年至2017年,分辨率为年,包括金属元素铁以及氢氧同位素等数据。2、沿着东南极中山站-Dome A断面,每个10公里采集一个样品,金属元素包括稀土元素和钡等元素。数据可用于研究自然源和人类活动对南极雪冰的污染和贡献等。
杜志恒
本数据是基于气象观测数据、水文站点数据,结合各种同化数据和遥感数据,通过耦合积雪、冰川和冻土物理过程的青藏高原多圈层水文模型系统WEB-DHM(基于水和能量平衡的分布式水文模型)制备生成,时间分辨率为月尺度,空间分辨率为5km,原始数据格式为ASCII文本格式,数据种类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)。若asc无法在arcmap中正常打开,请将asc文件前5行顶格。
王磊, 柴晨好
本数据是基于气象观测数据、水文站点数据,结合各种同化数据和遥感数据,通过耦合积雪、冰川和冻土物理过程的青藏高原多圈层水文模型系统WEB-DHM(基于水和能量平衡的分布式水文模型)制备生成,时间分辨率为月尺度,空间分辨率为5km,原始数据格式为ASCII文本格式,数据种类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)。若asc无法在arcmap中正常打开,请将asc文件前5行顶格。
王磊, 刘虎
青藏高原气溶胶光学特性地基观测数据集采用Cimel 318太阳光度计连续观测获得,涉及珠峰站和纳木错站共两个站点。这些产品是经过云检测之后的结果。数据覆盖时间从2021年1月1日到2021年12月31日,时间分辨率为逐日。太阳光度计在可见光至近红外设有8个观测通道,中心波长分别为:340、380、440、500、670、870、940和1120 nm。仪器的视场角为1.2°,太阳跟踪精度为0.1°。根据太阳直接辐射可获得6个波段的气溶胶光学厚度,精度估计为0.01-0.02。最终采用AERONET统一反演算法,获得气溶胶光学厚度、Ångström指数、粒度谱、单次散射反照率、相函数、复折射指数和不对称因子等。
丛志远
海冰的减少和表面融水的增加,可能诱发冰流加速和锋面塌陷,对格陵兰冰架的稳定性有重大影响。然而,由于稀少的遥感观测,快速崩解之前的详细冰动态前兆和驱动因素仍然不清楚。我们通过联合使用高时空分辨率的遥感观测和冰流模型,对格陵兰岛北部Petermann冰川2017年7月26日崩解事件前的水文和运动学前兆进行了全面调查。2017年7月期间的冰流速度场的时间序列是通过Sentinel-2的观测来检索的,采样间隔为次周。冰流速度在7月26日(崩解前一天)迅速达到30米/天,这大约是平均冰川速度的10倍。
江利明
冰川是全球气候变化的放大器和指示器,目前在全球气温升高的背景下,全球范围内冰川融化持续加快。跃动冰川是一种有着间歇性和周期性加速运动的冰川,其对气候变化非常敏感。本数据集基于Landsat和Sentinel系列多源光学卫星遥感影像数据,通过对影像进行筛选、拼接、裁剪获得研究区域影像。其中,对Landsat TM 影像中L1GS 级别影像采用二阶多项式进行配准校正,影像配准后误差小于一个像素。之后利用方向相关算法进行影像匹配,生成了格陵兰冰盖典型的跃动冰川——Sortebræ 冰川在1980s至2020 年期间不同阶段的表面运动速度。本数据集期望有助于对Sortebræ 冰川跃动过程的研究,以及对全球变暖背景下冰川跃动机理的探讨。
乔刚, 孙子翔, 袁小涵
1982-2015年北极多年冻土变化生态调节价值数据集,时间分辨率为1982、2015两期以及两期变化率,覆盖范围为整个环北极苔原区,空间分辨率为8km,以多源遥感、模拟、统计和实测数据为基础,使用GIS方法和生态学方法结合,量化了北极多年冻土对生态系统的调节服务价值,单价参考了剔除降水和雪水当量后的活动层厚度与NDVI变化相关性(0.35)及其草地生态系统服务价值(苔原生态系统服务单价以1/3草地生态系统服务价值为标准)。
王世金
基于SBAS-InSAR技术获取的地表季节性形变以及基于变分模态分解校正后的ERA5-Land时空多层土壤湿度数据反演青藏高原五道梁多年冻土区域的活动层厚度,数据时间范围为2017-2020年,空间分辨率为1km。该数据产品可用于研究青藏高原多年冻土区域活动层厚度变化以及分析其与气候变化以及水循环、能量循环的相互作用关系,对于了解多年冻土退化状况、高原环境演化以及冻土退化对生态和气候的影响具有重要意义。
陆平, 郝彤, 李荣兴
南极冰盖21、22流域分布有松岛冰川、斯维特冰川等,是西南极融化最为剧烈的地区之一。本数据集首先利用Cryosat-2数据(2010年8月至2018年10月),在每个规则格网内,考虑地形项、季节波动、后向散射系数、波形前缘宽度及升降轨等因素建立平面方程,通过最小二乘回归计算格网内冰盖表面高程变化。另外,我们使用了ICESat-2数据(2018年10月至2020年12月),通过在每个规则格网内获取两个时期的卫星升降轨道交叉点处的高程差值,进而计算该时期内冰盖的表面高程变化。两个时期的面高程变化数据空间分辨率为5km×5km,文件格式为GeoTIFF,投影坐标为极地立体投影(EPSG 3031),并由所使用的卫星测高数据名称命名(即CryoSat-2、ICESat-2)。该数据可使用ArcMap、QGIS等软件打开。结果表明,该区域2010-2018年平均高程变化率为-0.34±0.08m/yr,属于融化剧烈地区。2018年10月-2020年11月年平均高程变化率为-0.38±0.06m/yr,相比于CryoSat-2计算结果该区域融化处于加剧状态。
杨博锦, 黄华兵, 梁爽, 李新武
青藏工程走廊北起格尔木,南至拉萨,其穿越青藏高原核心区域、是连通内地与西藏的重要通道。活动层厚度不仅是研究多年冻土区地面热状态的重要指标,而且是冻土工程建设中需考虑的关键因子。GIPL1.0的核心是Kudryavtesv方法,该模型考虑了雪盖、植被和不同土层的热物理性质,但尹国安等发现相比Kudryavtesv方法,引入TTOP模型后精度更高,因此结合冻结/融化指数对模型做了改进,通过实地监测数据验证发现:活动层厚度模拟误差小于50cm。因此利用改进后的GIPL1.0 模型模拟了青藏工程走廊的活动层厚度,并预测了SSP2-4.5气候变化情景下未来活动层的厚度。
牛富俊
(1)数据内容:过去200年南极区域海冰范围(最北边界)数据集;(2)数据来源及加工方法:该数据利用6条年分辨率的代用指标(冰芯MSA、积累率等),基于统计模型产生;(3)数据质量描述:年分辨率;包含区域:印度洋-西太平洋(50°–150°E, IndWPac),罗斯海 (160°E–140°W, RS),阿蒙森海(90°–140°W, AS),别林斯高晋海 (50°–90°W, BS),威德尔海 (50°W–20°E, WS);(4)可用于研究南极海冰的年代际演变特征。
杨佼
数据为excel文件,文件包括4个表格,表格名称分别为:阿勒泰积雪DOC时间系列、阿勒泰积雪雪坑数据、阿勒泰积雪MAC(吸收截面)和中亚木斯岛冰川BC、OC、DUST数据四个表格。 阿勒泰积雪DOC表格含:样品编号、采样日期、采样时间、采样深度、DOC-PPM、BC-PPb和TN-PPM共七列,47个样品数据。 阿勒泰积雪雪坑表格含:雪坑号、样品编号、采样日期、采样时间、采样深度、DOC-PPM、BC-PPb和TN-PPM共8列,238个样品数据。 阿勒泰积雪MAC表格含:采样时间、MAC和AAE共3列,46个样品数据。 中亚木斯岛冰川BC、OC、DUST数据表格含:code no(样品号)、Latitute(纬度)、Longitude(经度)、/m a.s.l(海拔高度)、snow type(积雪类型)、BC、OC和DUST共8列,按采样时间分析。共105行数据。 缩写解释: DOC:Dissolved Organic Carbon 溶解性有机碳 MAC:mass absorption cross section吸收截面 BC:black Carbon黑碳 DUST:粉尘 OC:有机碳 TN:Total Nitrate (总氮) PPM:ug g-1 (微克每克 ) PPb:ng g-1( 纳克每克)
张玉兰
亚洲高山区是世界第三极,称之为“亚洲水塔”,受气候变暖的影响,冰川持续亏损,深刻改变了冰川水资源的供需关系。为了系统认识冰川对气候变化的响应程度,项目通过冰川物质平衡的敏感性,揭示冰川物质平衡变化与气候因子之间的关系。数据包括两张图:物质平衡对气温的敏感性和物质平衡对降水的敏感性图,冰川气候敏感性分区图。 在过去70年亚洲高山区各山系的冰川物质平衡演化序列差异显著,喀喇昆仑和西昆仑地区的冰川呈现出稳定态,物质平衡为微弱的正平衡,而喜马拉雅山、天山和祁连山在1990年之后出现加速退缩的趋势。这主要归因于物质平衡对气温、降水等敏感性。利用0.5°分辨率的ERA5 气温和降水数据驱动月尺度的物质平衡模型,通过43条监测冰川的物质平衡率定参数,2000-2016年的1°×1°ASTER物质平衡数据对参数进行空间约束,利用空间参数外推的方法重建了1951-2020年亚洲高山区95085条冰川的物质平衡序列,分析了冰川物质平衡对气温(±0.5k、±1k、±1.5k)和降水(±10%、±20%、±30%)的敏感性,根据物质平衡的空间敏感性差异,结合冰川物质平衡的影响要素(夏季气温的分布、夏季降水的比率、冰川类型的分布、夏季晴空太阳辐射分布等),对亚洲高山区的冰川气候敏感性进行归类划分,主要分为为4类: 气温主控区:指气温是冰川物质平衡变化的主要控制因素,降水占据次要位置; 降水控制区:指冰川主要受降水控制,全年的冰川区气温低于0℃; 冬季累积型冰川气温、降水控制区:指冰川主要受冬季的降水补给,冰川的物质平衡变化是气温和降水共同作用的结果; 夏季累积型冰川气温、降水控制区:指冰川的补给方式是夏季降水,冰川的物质平衡是气温和降水共同作用的结果。
上官冬辉
青藏工程走廊北起格尔木,南至拉萨,其穿越青藏高原核心区域、是连通内地与西藏的重要通道。冻土温度不仅是研究多年冻土区地面热状态的重要指标,而且是冻土工程建设中需考虑的关键因子。GIPL1.0的核心是Kudryavtesv方法,该模型考虑了雪盖、植被和不同土层的热物理性质,但尹国安等发现相比Kudryavtesv方法,引入TTOP模型后精度更高,因此结合冻结/融化指数对模型做了改进,通过实地监测数据验证发现:冻土温度模拟误差小于1℃。因此利用改进后的GIPL1.0 模型模拟了青藏工程走廊的多年冻土温度,并预测了SSP2-4.5气候变化情景下未来多年冻土温度。
牛富俊
该数据集是通过中国高分辨率对地观测中心获取了青藏工程走廊地区的高分1号卫星遥感影像资料,经过多光谱与全色波段的融合处理,得到了空间分辨率2 m的影像数据,在获取地面植被信息过程中,采用面向对象的计算机自动解译与人工目视解译相结合的分类技术,面向对象分类技术是集合邻近像元为对象来识别感兴趣的光谱要素,充分利用高分辨率的全色和多光谱数据空间、纹理和光谱信息来分割和分类,以高精度的分类结果或者矢量输出。在实际操作中,借助 eCognition 软件对影像进行自动提取,主要过程为影像分割、信息提取和精度评价。经过与实地定点调查验证,整体提取精度大于90%。
牛富俊
数据是本项目成员自主研发的气候系统模式FGOALS对北极海冰密集度和海冰覆盖范围进行预测的结果。同化技术的正确选取,是北极海冰预测的重要因素,在海冰资料同化技术中,奇异值演化插值卡尔曼滤波(简称SEIK),是发展相对较早但是仍很常用的一种滤波算法,但由于计算所有格点之间的误差协方差,存在虚假的遥相关误差,因此考虑发展局部滤波方法,对海冰密集度和海冰厚度进行同化。本项目将在气候系统模式FGOALS 中,初始化处理欧洲航天局(ESA)CryoSat-2 和Soil Moisture and Ocean Salinity(SMOS)卫星遥感反演的海冰厚度数据。
宋米荣
数据是本项目成员自主研发的气候系统模式FGOALS对北极海冰密集度和海冰覆盖范围进行预测的结果。同化技术的正确选取,是北极海冰预测的重要因素,在海冰资料同化技术中,奇异值演化插值卡尔曼滤波(简称SEIK),是发展相对较早但是仍很常用的一种滤波算法,但由于计算所有格点之间的误差协方差,存在虚假的遥相关误差,因此考虑发展局部滤波方法,对海冰密集度和海冰厚度进行同化。本项目将在气候系统模式FGOALS 中,初始化处理欧洲航天局(ESA)CryoSat-2 和Soil Moisture and Ocean Salinity(SMOS)卫星遥感反演的海冰厚度数据。
宋米荣
近年来,随着南极冰盖消融的加速,冰盖2000-2019表面形成大量冰面融水。深入理解南极冰盖冰面融水的时空间分布与动态变化,对于研究南极冰盖物质平衡具有重要意义。本数据集基于2000-2019年30m空间分辨率Landsat7和Landsat8影像,利用归一化水体指数、Gabor滤波和形态学路径开操作,生成冰面融水栅格数据集,在ARCGIS中将栅格水体掩膜转换为矢量数据。本数据集是基于Landsat影像提取的2000-2019年南极冰盖消融区(南极半岛亚历山大岛)250m冰面融水数据集。时间集中在每年12月至次年2月(南半球夏季)
杨康
根据泛北极潜在热融灾害(主要为热融滑坡)诱发因素,包括:气温(冻融环境)、降雨、积雪、土壤类型、地形地貌及地下含冰量等,基于地球大数据资源库提供的基础数据,采用机器学习方法(逻辑回归、随机森林、人工神经网络、支持向量机等),以目前已有解译北半球热融滑坡为训练样本,最终获得了泛北极的热融灾害易发性(发生概率)区划图。根据驱动因素敏感性发现气候因素(气温与降雨)对热融灾害的发生于分布贡献度最大,坡度因素贡献度次之,含冰量与辐射也具有较高的贡献。
牛富俊
对于泛北极或北半球,通常使用冻融指数来预测多年冻土分布,活动层厚度及气候变化信息等。因此,结合加拿大气象中心提供的分辨率为25km月平均雪深数据,该数据基于CRUNCEP冻融指数利用雪深修正后的冻结数模型预测了泛北极多年冻土分布范围。考虑到雪深数据始于1998年而冻融指数止于2015年。所以模拟了2000-2015年的冻土分布状况。尽管国际雪冰数据中心(NSIDC)提供的泛北极多年冻土图也可以反映多年冻土的分布范围,但不能反映气候变暖背景下2000年之后的多年冻土分布状况。通过模拟得到的2000 – 2015年泛北极多年冻土面积为19.96×106 km2。和已有国际雪冰数据中心提供的多年冻土分布图不一致的地方主要位于岛状多年冻土区。
牛富俊
我们提出利用U-net网络进行冰裂隙识别探测的算法,可以实现格陵兰冰盖典型冰川冰裂隙的自动化探测。基于Sentinel-1 IW每年7、8月的数据,为了抑制SAR图像的相干斑噪声,选择Probabilistic Patch-Based Weights (PPB)算法进行滤波,然后选择具有代表性的样本输入U-net网络进行模型训练,根据训练的模型进行冰裂隙的预测。以格陵兰2个典型冰川(Jakobshavn、Kangerdlussuaq)为例分类结果的平均准确率可达94.5%,其中裂隙区域的局部准确率可达78.6%,召回率为89.4%。
李新武, 梁爽, 杨博锦, 赵京京
我们提出利用U-net网络进行冰裂隙识别探测的算法,可以实现南极冰裂隙的自动化探测。基于Sentinel-1 EW 1月、2月的数据,为了抑制SAR图像的相干斑噪声,选择Probabilistic Patch-Based Weights(PPB)算法进行滤波,然后选择具有代表性的样本输入U-net网络进行模型训练,根据训练的模型进行冰裂隙的预测。以南极5个典型冰架(Amery、Fimbul、Nickerson、Shackleton、Thwaiters)为例分类结果的平均准确率可达94.5%,其中裂隙区域的局部准确率可达78.6%,召回率为89.4%。
李新武, 梁爽, 杨博锦, 赵京京
为了更好地了解全球气候与 Fimbu与Jelbart 冰架相互作用的机理,获取该区域长时间的冰流速变化至关重要。1960s-1980s东南极Fimbul-Jelbart冰架冰流速度场数据产品集:使用早期的Argon、 Landsat MSS和TM卫星影像,基于对早期遥感影像进行预处理获得精密几何地位的正射影像,提出了人工点-特征点-格网点的三角网约束策略下的分层匹配方法,提取了东南极Fimbul-Jelbart冰架区域的历史冰流速度场数据产品。本研究对于研究东南极Fimbul-Jelbart冰架1963-1987年间历史冰流速具有重要意义,可为研究冰盖对全球气候变化的响应提供基础数据。
李荣兴, 冯甜甜, 李雁君, 程远, 乔刚
太阳总辐射和散射采用辐射表(CM22, Kipp & Zonen, 荷兰)测量,波长范围200-3600 nm。温湿度数据来源于IPEV/PNRA 项目 “Routine Meteorological Observation at Station Concordia” ,http://www.climantartide.it,地面水汽压单位为hPa。本数据集包括:利用经验模型计算的地面太阳总辐射、损失于大气中的吸收和散射辐射(小时累计值,单位MJ/m2)、大气顶和地表反照率;还包括散射因子(S/G)地面水汽压(E,单位hPa)。太阳辐射数据来源于数据提供者的计算、实验站测量,数据覆盖时间为2006-2016年(Bai, J.; Zong, X.; Lanconelli, C.; Lupi, A.; Driemel, A.; Vitale, V.; Li, K.; Song, T. 2022. Long-Term Variations of Global Solar Radiation and Its Potential Effects at Dome C (Antarctica). Int. J. Environ. Res. Public Health, 19, 3084. https://doi.org/10.3390/ijerph19053084)。该数据集可以用于南极Dome C地区太阳辐射及其衰减等相关研究。地面太阳辐射和其他气象数据可以参考:https://doi.org/10.1594/PANGAEA.935421
白建辉
太阳总辐射采用辐射表(CM21, Kipp & Zonen, 荷兰)测量,波长范围200-3600 nm。温湿度分别采用温湿度传感器HMP45C-GM (Vaisala Inc., Vantaa, Finland)测量。本数据集包括:利用经验模型计算的地面太阳总辐射、损失于大气中的吸收和散射辐射(小时累计值,单位MJ/m2)、大气顶和地表反照率;还包括散射因子(AF)地面水汽压(E,单位hPa)。太阳辐射数据来源于数据提供者的计算、实验站测量,数据覆盖时间为2007-2020年。关于数据处理和太阳总辐射计算等可参考文献:Bai, J.; Zong, X.; Ma, Y.; Wang, B.; Zhao, C.; Yang, Y.; Guang, J.; Cong, Z.; Li, K.; Song, T. 2022. Long-Term Variations in Global Solar Radiation and Its Interaction with Atmospheric Substances at Qomolangma. Int. J. Environ. Res. Public Health, 19, 8906. https://doi.org/10.3390/ijerph19158906。该数据集可以用于珠峰地区太阳辐射及其衰减等相关研究。珠峰站太阳辐射和其他气象数据可以参考:https://data.tpdc.ac.cn/zh-hans/data/b9ab35b2-81fb-4330-925f-4d9860ac47c3/。
白建辉
1963年东南极Rayner冰川基于ARGON历史遥感影像的冰流速度场数据产品。利用间隔两个月的两张1963年拍摄的解密卫星影像,基于视差分解进行分层匹配,估算了南极洲东部雷纳冰川的早期冰流速度场。估算得到速度图的精度可达到70米/年。基于光学立体像对视差分解的协同冰川表面流速估算方法。首先对待匹配影像生成核心影像,并生成核心影像的金字塔;接下来使用冰流区域掩膜,将影像分为冰流区与非冰流区分别进行匹配,其中冰流区除正常匹配步骤外,还需要进行视差分界,从而区分冰流运动对于地形视差的影响。最终通过逐层匹配的方法,我们可以在底层得到物方的DTM及冰流图。本数据对于重建东南极Rayner冰川早期表面形态及其冰流速度具有重要意义。
李荣兴, 乔刚, 叶文凯
该数据集包含北极两条大河 (北美:Mackenzie,欧亚:Lena)的观测及模拟的入海径流量及各径流成分(总径流、冰川径流、融雪径流、降雨径流)的组成,时间分辨率为月。该数据是利用项目组制作的气象驱动场数据驱动发展的VIC-CAS模型,利用观测的径流及遥感积雪数据进行校正,径流的模拟的Nash效率系数达到0.85以上,模型也能较好地模拟积雪的空间分布和年内、年际变化。 该数据可用于分析长期的流域径流的组成及变化原因,加深对北极大河径流变化的理解。
赵求东, 吴玉伟
本产品提供了项目组发展的陆面模式VIC-CAS数值模拟的1971-2017年北极两条大河(北美大陆:Mackenzie,欧亚大陆:Lena)的水循环关键变量数据集,包括:降水量、蒸散发、地表径流、地下径流、冰川径流、雪水当量和三层土壤湿度等7个变量。该数据集空间分辨率为0.1degree,时间分辨率为月。该数据集可用于长期气候变化下北极大河流域水量平衡变化分析,也可用于遥感数据产品及其他模型模拟结果的对比和验证。
赵求东, 王宁练, 吴玉伟
本产品提供了项目组发展的陆面模式VIC-CAS数值模拟的1998-2017年北极两条大河(北美大陆:Mackenzie,欧亚大陆:Lena)的水循环关键变量数据集,包括:降水量、蒸散发、地表径流、地下径流、冰川径流、雪水当量和三层土壤湿度等7个变量。该数据集空间分辨率为50km,时间分辨率为月。该数据集可用于气候变化下北极大河流域水量平衡变化分析,也可用于遥感数据产品及其他模型模拟结果的对比和验证。
赵求东, 王宁练, 吴玉伟
典型年三极冰雪微生物后处理产品收集了2010-2018年期间南北极以及青藏高原地区冰川、冰川雪和冰里采样细菌分析结果。通过整理归纳汇总得到三极区域土壤微生物后处理数据产品,数据格式为excel,方便用户查看。其中南北极和青藏高原地区冰川雪和冰里原核为刘勇勤老师实验组在2010-2018年间从NCBI数据库收集的细菌16S核糖体RNA基因序列。收集的序列通过使用DOTOUR软件计算序列之间相似度,相似度在97%以上的序列聚类为一个OTU,并定义OTU代表序列。OTU代表序列通过“Classifier”软件与RDP数据库进行比对,在可靠性大于80%的情况下鉴定到属一级水平;青藏高原冰川采集时间为2010-2018年间,包含刘勇勤老师实验组分离的青藏高原7条冰川(珠峰东绒布冰川,天山一号冰川,古里雅冰川,老虎沟冰川,木孜塔格冰川,七一冰川和玉珠峰冰川),向述荣老师分离的马兰冰川和张新芳老师分离的若岗日冰川的细菌16S核糖体RNA基因序列。冰川样品采集后带回北京青藏高原院研究所生态实验室和兰州冰冻圈国家实验室,涂布平板后于不同温度下(4-25摄氏度)培养20天-90天并挑取单菌落纯化。分离的细菌提取DNA后以27F/1492R引物扩增16S核糖体RNA基因片段,并使用Sanger法测序。16S核糖体RNA基因序列通过“Classifier”软件与RDP数据库进行比对,在可靠性大于80%的情况下鉴定到属一级水平。
叶爱中
积雪面积比例(fractional snow cover, FSC)是单位像元内积雪覆盖面积(Snow Cover Area SCA)与单位像元面积的比值。本数据集的制作方法为BV-BLRM积雪面积比例线性回归经验模型;采用的源数据为MOD09GA 500米全球逐日地表反射率产品,以及MOD09A1 500m的8天合成全球地表反射率产品;制作平台使用的是Google Earth Engine;数据范围为全球范围,数据制备时间为2000至2021年,空间分辨率为500米,时间分辨率为逐年。该套数据可为区域气候模拟、水文模型等提供积雪分布的定量信息。
马媛
若尔盖湿地观测点始海拔 3435 米,位于四川省若尔盖县花湖湿地(102°49′09″E, 33°55′09″N),下垫面为典型的高寒泥炭沼泽湿地,植被、水体和泥炭层发育良好。本数据集为2017-2019年若尔盖湿地观测点的常规气象观测数据,使用Kipp&Zonen CNR4、Vaisala HMP155A、PTB110等仪器观测获得,时间分辨率为半小时,主要包括风速、风向、气温、相对湿度、气压、向下短波辐射、向下长波辐射。
孟宪红, 李照国
三极多年冻土活动层厚度融合了两套数据产品,主要参考数据为通过GCM模型模拟生成的1990-2015年活动层厚度逐年值。本数据集的数据格式为NetCDF4格式,数据空间分辨率为0.5°,时间分辨率为年。参考校正数据集为利用统计和机器学习(ML)方法模拟得到2000-2015年的活动层厚度平均值,数据格式为GeoTIFF格式,空间分辨率为0.1°,数据单位为m。本研究工作通过对两套数据进行数据格式转换、空间插值、数据校正等后处理操作,生成了NetCDF4格式的多年冻土活动层厚度数据,其空间分辨率为0.1°,时间分辨率为年,时间范围为1990-2015年,数据单位为cm。
叶爱中
三极多年冻土区碳通量原始数据通过GCM模型模拟生成,原始数据来源于http://www.cryosphere.csdb.cn/portal/metadata/5abef388-3f3f-4802-b3de-f4d233cb333b。本数据集包含了未来2046-2065年间不同典型浓度路径(Representative Concentration Pathways,RCP)下的未来情景预估,包括RCP2.6情景、RCP4.5情景、RCP8.5情景。原始数据包括青藏高原多年冻土区NPP和GPP等表征碳通量的参数,数据格式为NetCDF4格式,数据空间分辨率为0.5°,时间分辨率为年。本研究工作通过对其进行数据格式转换、空间插值等后处理操作,生成了NetCDF4格式的多年冻土区NPP和GPP数据,其空间分辨率为0.1°,时间分辨率为年,时间范围为2046-2065年,数据单位为gc/m2yr。
叶爱中
三极多年冻土活动层厚度原始数据通过GCM模型模拟生成,原始数据来源于http://www.cryosphere.csdb.cn/portal/metadata/5abef388-3f3f-4802-b3de-f4d233cb333b。本数据集包含了未来2046-2065年间不同典型浓度路径(Representative Concentration Pathways,RCP)下的未来情景预估,包括RCP2.6情景、RCP4.5情景、RCP8.5情景。原始数据内容是青藏高原冻土区活动层厚,数据格式为NetCDF4格式,数据空间分辨率为0.5°,时间分辨率为年。本研究工作通过对其进行数据格式转换、空间插值等后处理操作,生成了NetCDF4格式的多年冻土区活动层厚度,其空间分辨率为0.1°,时间分辨率为年,时间范围为2046-2065年,单位为cm。
叶爱中
三极多年冻土范围原始数据通过GCM模型模拟生成,原始数据来源于http://www.cryosphere.csdb.cn/portal/metadata/5abef388-3f3f-4802-b3de-f4d233cb333b。本数据集包含了未来2046-2065年间不同典型浓度路径(Representative Concentration Pathways,RCP)下的未来情景预估,包括RCP2.6情景、RCP4.5情景、RCP8.5情景。原始数据内容是青藏高原的永久冻土和季节冻土的空间范围,数据格式为NetCDF4格式,数据空间分辨率为0.5°,时间分辨率为年。本研究工作通过对其进行数据格式转换、空间插值等后处理操作,生成了NetCDF4格式的多年冻土范围数据,其空间分辨率为0.1°,时间分辨率为年,时间范围为2046-2065年,多年冻土用1表示,季节冻土用0表示。
叶爱中
青藏高原被誉为“亚洲水塔”,其提供的径流作为重要的、易获取的水资源,维系着周边数十亿人口的生产生活,支撑着生态系统的多样性。准确估算青藏高原的径流,揭示径流的变化规律,有利于高原及周边地区的水资源管理和灾害风险规避。青藏高原五大河源区冰川径流分割数据集覆盖时间从1971年到2015年,时间分辨率为逐年,覆盖范围为青藏高原五条大江大河源区(黄河源,长江源,澜沧江源,怒江源,雅鲁藏布江源),空间分辨率为流域,以多源遥感和实测数据为基础使用耦合了冰川模块的分布式水文模型VIC-CAS模拟获得,使用站点实测数据对模拟结果进行了验证,其所有数据进行了质量控制。
王世金
北极多年冻土区作为全球碳库的重要组成部分,是全球气候变化最敏感的区域之一。北极地区变暖的速度是全球平均速度的两倍,引发北极多年冻土的快速变化。1982-2015北半球不同类型多年冻土区NDVI变化数据集,时间分辨率为每5年一期,覆盖范围为整个环北极国家,空间分辨率为8km,以多源遥感、模拟、统计和实测数据为基础,使用GIS方法和生态学方法结合,量化了北半球多年冻土对生态系统的调节服务功能,其所有数据进行了质量控制。
王世金
青藏高原被誉为“亚洲水塔”,是东南亚众多河流的源区,其提供的径流作为重要的、易获取的水资源,维系着周边数十亿人口的生产生活,支撑着生态系统的多样性。青藏高原五大河源区冰川径流数据集覆盖时间从2005年到2010年,时间分辨率为每5年一期,覆盖范围为青藏高原五条大江大河源区(黄河源,长江源,澜沧江源,怒江源,雅鲁藏布江源),空间分辨率为1km,以多源遥感、模拟、统计和实测数据为基础,使用GIS方法和生态经济学方法结合,量化了江河源区冰冻圈水资源服务的价值,其所有数据进行了质量控制。
王世金
本产品提供了基于陆面模式VIC预估的未来2018-2065年的北极主要大河流域的月径流、蒸散发以及土壤水。空间精度为10km。北极主要大河流域包括Lena、Yenisey、Ob、Kolyma、Yukon和Mackenzie流域。根据IPCC第五次评估报告中CMIP5中IPSL-CM5A-LR模式提供的RCP2.6(低排放强度)和RCP8.5(高排放强度)情景结果,通过统计降尺度获取的适用于北极地区0.1°的未来气候情景驱动数据。应用在全球尺度校准后的陆面水文模型VIC,基于0.1°的未来气候情景驱动数据,预估获得未来气候变化下本世纪中叶北极大河流域径流、土壤水及蒸散发的月尺度时间序列。
唐寅, 汤秋鸿, 王宁练, 吴玉伟
不同相态降水(降雪、雨夹雪和降雨)对地表水循环和能量收支产生不同性质影响。因此,对不同相态降水进行区分至关重要,特别是在气候变化背景下。基于Ding et al.(2014)提出的不同相态降水分离参数化方案和基于观测的逐日格点数据集(CN05.1),以湿球温度、相对湿度、地表气压和高程数据作为输入,我们生成了一套1961-2016年期间中国区域不同相态降水(降雪、雨夹雪和降雨)及其湿球温度阈值的逐日格点数据集,空间分辨率为0.25°。在此基础上,进一步计算了逐年降雪、雨夹雪和降雨总量。该数据可为冰冻圈科学、水文学、生态学和气候变化相关研究提供基础数据。
苏勃, 赵宏宇
山地冰川是中国西部及其周边地区重要的淡水资源。由于冰川融水在流域尺度为生态和社会经济用水提供补给,因此,确定冰川作用(补给)流域是开展冰川水资源供给功能和服务研究的基础。基于Randolph Glacier Inventory 6.0、中国历次冰川编目、中国三级流域边界数据(中国科学院资源与环境科学数据中心提供)和全球流域边界数据HydroBASINS(www.hydrosheds.org),通过将冰川分布数据与流域边界数据进行相交分析,生成了20世纪50年代至21世纪20年代(至今)(1)中国两级冰川作用流域边界、(2)中国冰川作用的国际河流流域边界以及(3)亚洲高山区冰川作用流域边界数据。该数据兼顾了中国和全球常用流域边界,并将二者很好匹配,以期为中国及其周边地区冰川水资源研究提供基础数据。
苏勃
该数据集包含了2021年1月1日至2021年12月31日黑河流域地表过程综合观测网上游阿柔超级站宇宙射线观测系统数据。站点位于青海省祁连县阿柔乡草达坂村,下垫面是亚高山山地草甸。观测点的经纬度是100.4643° E, 38.0473° N,海拔3033m。仪器探头底部距地面0.5m,采样频率是1小时。 宇宙射线仪器的原始观测项目包括:电压Batt(V)、温度T(℃)、相对湿度RH(%)、气压P(hPa)、快中子数N1C(个/小时)、热中子数N2C(个/小时)、快中子采样时间N1ET(s)及热中子采样时间N2ET(s)。发布的数据为经过处理计算后的数据,数据表头包括:Date Time(日期 时间)、P(气压 hPa)、N1C(快中子数 个/小时)、N1C_cor(气压订正的快中子数 个/小时)和VWC(土壤体积含水量 %),其处理的主要步骤包括: 1) 数据筛选 数据筛选共四条标准:(1)剔除电压小于和等于11.8伏特的数据;(2)剔除空气相对湿度大于和等于80%的数据;(3)剔除采样时间间隔不在60±1分钟内的数据;(4) 剔除快中子数较前后一小时变化大于200的数据。剔除及缺失数据用-6999补充。 2) 气压订正 根据仪器说明手册中提到的快中子气压订正公式,对原始数据进行气压订正,得到订正后的快中子数N1C_cor。 3) 仪器率定 在计算土壤水分的过程中需要对计算公式中的N0进行率定。N0为土壤干燥条件下的快中子数,通常使用测量源区内的土样得到实测土壤水分(或者通过比较密集的土壤水分无线传感器获取)θm(Zreda et al. 2012)和对应时间段内的快中子校正数据N,再通过公式反求得到N0。 黑河综合观测网或站点信息请参考Liu et al. (2018),观测数据处理请参考Zhu et al. (2015)。
刘绍民, 车涛, 朱忠礼, 徐自为, 张阳, 谭俊磊, 任志国, 李新
该数据集包含了2021年1月1日至2021年12月31日黑河流域地表过程综合观测网上游垭口站气象要素观测数据。站点位于青海省祁连县大冬树垭口,下垫面是高寒草甸。观测点的经纬度是100.2421E, 38.0142N,海拔4148m。发布的数据包括空气温度、相对湿度传感器架设在5m处,朝向正北;气压计安装在地面上的防撬箱内;翻斗式雨量计安装在2m处;风速与风向传感器架设在10m,朝向正北;四分量辐射仪在气象塔6m处,朝向正南;两个红外温度计安装在6m处,朝向正南,探头朝向是垂直向下;土壤温度探头埋设在地表0cm和地下4cm、10cm、20cm、40cm、80cm、120cm、160cm处;土壤水分探头埋设在地下4cm、10cm、20cm、40cm、80cm、120cm、160cm处;土壤热流板埋设在地下6cm处,在距离气象塔2m的正南方。 观测项目有:空气温湿度(Ta_5m、RH_5m)(单位:摄氏度、百分比)、气压(Press)(单位:百帕)、降水量(Rain)(单位:毫米)、风速(WS_10m)(单位:米/秒)、风向(WD_10m)(单位:度)、四分量辐射(DR、UR、DLR_Cor、ULR_Cor、Rn)(单位:瓦/平方米)、地表辐射温度(IRT_1、IRT_2)(单位:摄氏度)、土壤热通量(Gs_1、Gs_2、Gs_3)(单位:瓦/平方米)、土壤温度(Ts_0cm、Ts_4cm、Ts_10cm、Ts_20cm、Ts_40cm、Ts_80cm、Ts_160cm)(单位:摄氏度)、土壤水分(Ms_4cm、Ms_10cm、Ms_20cm、Ms_40cm、Ms_80cm、Ms_120cm、Ms_160cm)(单位:体积含水量,百分比)。 观测数据的处理与质量控制:(1)确保每天144个数据(每10min),若出现数据的缺失,则由-6999标示;;(2)剔除有重复记录的时刻;(3)删除了明显超出物理意义或超出仪器量程的数据;(4)数据中以红字标示的部分为有疑问的数据;(5)日期和时间的格式统一,并且日期、时间在同一列。如,时间为:2021-9-10 10:30;(6)命名规则为:AWS+站点名称。 黑河综合观测网或站点信息请参考Liu et al. (2018),观测数据处理请参考Liu et al. (2011)。
刘绍民, 车涛, 徐自为, 张阳, 谭俊磊, 任志国, 李新
该数据集包含了2021年1月1日至2021年12月31日黑河流域地表过程综合观测网上游大沙龙站气象要素观测数据。站点位于青海省祁连县西侧沙龙滩地区,下垫面是沼泽化高寒草甸。观测点的经纬度是98.9406E, 38.8399N,海拔3739m。空气温度、相对湿度传感器架设在5m处,朝向正北;气压计安装在地面上的防撬箱内;翻斗式雨量计安装在10m处;风速与风向传感器架设在10m,朝向正北;四分量辐射仪安装在6m处,朝向正南;两个红外温度计安装在6m处,朝向正南,探头朝向是垂直向下;土壤温度探头埋设在地表0cm和地下4cm、10cm、20cm、40cm、80cm、120cm、160cm处,在距离气象塔2m的正南方;土壤水分探头埋设在地下4cm、10cm、20cm、40cm、80cm、120cm、160cm处,在距离气象塔2m的正南方;土壤热流板(3块)依次埋设在地下6cm处,并距离气象塔2m的正南方。 观测项目有:空气温湿度(Ta_5m、RH_5m)(单位:摄氏度、百分比)、气压(Press)(单位:百帕)、降水量(Rain)(单位:毫米)、风速(WS_10m)(单位:米/秒)、风向(WD_10m)(单位:度)、四分量辐射(DR、UR、DLR_Cor、ULR_Cor、Rn)(单位:瓦/平方米)、地表辐射温度(IRT_1、IRT_2)(单位:摄氏度)、土壤热通量(Gs_1、Gs_2、Gs_3)(单位:瓦/平方米)、土壤温度(Ts_0cm、Ts_4cm、Ts_10cm、Ts_20cm、Ts_40cm、Ts_80cm、Ts_120cm、Ts_160cm)(单位:摄氏度)、土壤水分(Ms_4cm、Ms_10cm、Ms_20cm、Ms_40cm、Ms_80cm、Ms_120cm、Ms_160cm)(单位:体积含水量,百分比)。 观测数据的处理与质量控制:(1)确保每天144个数据(每10min),若出现数据的缺失,则由-6999标示;(2)剔除有重复记录的时刻;(3)删除了明显超出物理意义或超出仪器量程的数据;(4)数据中以红字标示的部分为有疑问的数据;(5)日期和时间的格式统一,并且日期、时间在同一列。如,时间为:2019-9-10 10:30;(6)命名规则为:AWS+站点名称。 黑河综合观测网或站点信息请参考Liu et al. (2018),观测数据处理请参考Liu et al. (2011)。
刘绍民, 车涛, 徐自为, 张阳, 谭俊磊, 任志国, 李新
该数据集包含了2021年1月1日至2021年12月31日的黑河流域地表过程综合观测网上游景阳岭站涡动相关仪观测数据。站点位于青海省祁连县景阳岭垭口,下垫面是高寒草甸。观测点的经纬度是101.1160E, 37.8384N,海拔3750m。涡动相关仪的架高4.5m,采样频率是10Hz,超声朝向是正北向,超声风速温度仪(CSAT3B)与CO2/H2O分析仪(Li7500DS)之间的距离是15cm。 涡动相关仪的原始观测数据为10Hz,发布的数据是采用Eddypro软件处理的30分钟数据,其处理的主要步骤包括:野点值剔除,延迟时间校正,坐标旋转(二次坐标旋转),频率响应修正,超声虚温修正和密度(WPL)修正等。同时对各通量值进行质量评价,主要是大气平稳性(Δst)和湍流相似性特征(ITC)的检验。对Eddypro软件输出的30min通量值也进行了筛选:(1)剔除仪器出错时的数据;(2)剔除降水前后1h的数据;(3)剔除10Hz原始数据中每30min内缺失率大于10%的数据。观测数据的平均周期为30分钟,一天48个数据,缺失数据标记为-6999。冬季由于供电不足,观测数据会有一些缺失。 发布的观测数据包括:日期/时间Date/Time,风向Wdir(°),水平风速Wnd(m/s),侧向风速标准差Std_Uy(m/s),超声虚温Tv(℃),水汽密度H2O(g/m3),二氧化碳浓度CO2(mg/m3),摩擦速度Ustar(m/s),奥布霍夫长度L(m),感热通量Hs(W/m2),潜热通量LE(W/m2),二氧化碳通量Fc(mg/(m2s)),感热通量的质量标识QA_Hs,潜热通量的质量标识QA_LE,二氧化碳通量的质量标识QA_Fc。感热、潜热、二氧化碳通量的质量标识分为九级(质量标识1-3数据质量好,4-6数据质量较好,7-8数据质量较差(较插补数据好);9数据质量差))。数据时间的含义,如0:30代表0:00-0:30的平均;数据以*.xls格式存储。 黑河流域地表过程综合观测网或站点信息请参考Liu et al. (2018),观测数据处理请参考Liu et al. (2011)。
刘绍民, 车涛, 徐自为, 张阳, 谭俊磊, 任志国, 李新
该数据集包含了2021年1月1日至2021年12月31日的黑河流域地表过程综合观测网上游垭口站涡动相关仪观测数据。站点位于青海省祁连县,下垫面是高寒草甸。观测点的经纬度是100.2421, 38.0142N,海拔4148 m。涡动相关仪的架高3.2m,采样频率是10Hz,超声朝向是正北向,超声风速温度仪(CSAT3)与CO2/H2O分析仪(Li7500A)之间的距离是15cm。 涡动相关仪的原始观测数据为10Hz,发布的数据是采用Eddypro软件处理的30分钟数据,其处理的主要步骤包括:野点值剔除,延迟时间校正,坐标旋转(二次坐标旋转),频率响应修正,超声虚温修正和密度(WPL)修正等。同时对各通量值进行质量评价,主要是大气平稳性(Δst)和湍流相似性特征(ITC)的检验。对Eddypro软件输出的30min通量值也进行了筛选:(1)剔除仪器出错时的数据;(2)剔除降水前后1h的数据;(3)剔除10Hz原始数据中每30min内缺失率大于10%的数据。观测数据的平均周期为30分钟,一天48个数据,缺失数据标记为-6999。该站冬季会出现缺电现象,导致数据缺失。 发布的观测数据包括:日期/时间Date/Time,风向Wdir(°),水平风速Wnd(m/s),侧向风速标准差Std_Uy(m/s),超声虚温Tv(℃),水汽密度H2O(g/m3),二氧化碳浓度CO2(mg/m3),摩擦速度Ustar(m/s),奥布霍夫长度L(m),感热通量Hs(W/m2),潜热通量LE(W/m2),二氧化碳通量Fc(mg/(m2s)),感热通量的质量标识QA_Hs,潜热通量的质量标识QA_LE,二氧化碳通量的质量标识QA_Fc。感热、潜热、二氧化碳通量的质量标识分为九级(质量标识1-3数据质量好,4-6数据质量较好,7-8数据质量较差(较插补数据好);9数据质量差))。数据时间的含义,如0:30代表0:00-0:30的平均;数据以*.xls格式存储。 黑河流域地表过程综合观测网或站点信息请参考Liu et al. (2018),观测数据处理请参考Liu et al. (2011)。
刘绍民, 车涛, 徐自为, 张阳, 谭俊磊, 任志国, 李新
土壤冻结深度(SFD)是评估冻土区水资源平衡、地表能量交换和生物地球化学循环变化所必需的,是冰冻圈气候变化的重要指标,对季节性冻土和多年冻土都至关重要。 本数据是基于Stefan方程,对CanEMS2 (RCP 45和RCP85)、GFDL-ESM2M (RCP26、RCP45、RCP60和RCP85)、HadGEM2-ES(RCP26、RCP45和RCP85)、IPSL-CM5A-LR(RCP26、RCP45、RCP60和RCP85)、MIROC5(RCP26、RCP45、RCP60和RCP85)和NorESM1-M(RCP26、RCP45、RCP60和RCP85)等多模型不同情景下,利用逐日气温的预测数据及E-factor数据,获得2007-2065年空间分辨率为0.25度,青藏高原区域年平均土壤冻结深度数据集。
潘小多, 李虎
本数据集包含:(1)基于测高卫星提取的北半球16个大型湖泊水库冰厚数据,时间跨度为1992-2019年,时间分辨率10天,文件名为Altimetric LIT for 16 large lakes.xlsx;(2)基于遥感湖冰模型的北半球1,313个面积50km^2以上湖泊的逐日湖冰厚度和湖泊表面积雪深度数据,时间跨度为2003-2018年,文件格式为nc格式;(3)未来湖冰厚度变化的预测情况,时间跨度2071-2099年,文件为table S1.xlsx;(4)一个用于查找湖泊的对照表,包含湖泊ID,名称,地理坐标和面积等信息。本数据集可以为全球湖冰和湖面积雪研究提供基础信息,便于深入理解在变化环境下湖冰的演变规律及其对湖泊生态环境和区域社会经济的影响。
李兴东, 龙笛, 黄琦, 赵凡玉
冻结(融化)指数是指一年内小于(大于)0 ℃的所有温度的和。地表冻结(融化)指数是度量地表冻结(融化)时间和能力大小的重要参数,可反映区域的冻融环境特征。基于MODIS-LST数据产品,来源于国家青藏高原科学数据中心,采用MATLAB语言读取三江流域内数据,结合冻结(融化指数)公式计算,获得了三江流域外动力环境因素地表冻结、融化指数空间分布数据集(2003~2015平均),该数据集可较好的反映三江流域地表冻结、融化的能力,从而反映区域的冻融环境特征,为冻融滑坡的发育提供重要的外动力环境因素。
刘明浩
本数据是研究团队综合利用Sentinel-1 SAR数据,AMSR-2微波辐射计数据以及MODIS LST产品所生产的青藏工程走廊区域高分辨土壤冻融数据集。基于新提出的算法,本产品提供月尺度100m空间分辨土壤冻融状态检测结果,并通过气象站点和土壤温度站点进行精度验证。基于青藏工程走廊地区的4个气象站点进行精度验证,结果表明基于升轨和降轨Sentinel-1的土壤冻融检测结果的整体准确率分别为84.63%和77.09%。基于那曲土壤湿度/温度监测站点进行精度验证,升轨和降轨结果的平均整体精度为78.58%和76.66。该产品弥补了传统土壤冻融产品空间分辨率不足(>1km)的问题,为青藏工程走廊区域高分辨率土壤冻融监测提供了可能。
周欣, 刘修国, 周俊雄, 张正加, 陈启浩, 解清华
基于长时间序列MODIS积雪产品,采用隐马尔可夫随机场(Hidden Markov Random Field, HMRF)建模框架,制备了青藏高原2002-2021年空间分辨率为500 m的逐日无云积雪数据集。该建模框架将MODIS积雪产品的光谱信息、时空背景信息,以及环境相关信息以最优形式进行整合,不仅填补了云层遮挡引起的数据空缺,而且提高了原始MODIS积雪产品的精度。特别地,本数据集在环境背景信息中引入了太阳辐射能量对积雪分布的影响,有效改进了地形复杂山区的积雪识别精度。通过与实测雪深、Landsat-8 OLI识别的积雪分布对比分析,本数据集精度依次为98.31%和92.44%,并且在积雪转化期、海拔较高、太阳辐射较多的阳坡提升效果显著。本数据集改善了原始MODIS积雪产品时空不连续和在地形复杂山区精度较低的问题,能为青藏高原气候变化研究和水资源管理提供重要的数据基础。
黄艳, 许嘉慧
1978-2016青藏高原湖冰物候数据集包含青藏高原132个湖泊(面积大于40平方公里)1978-2016年的湖冰物候(开始结冰日、完全结冰日、开始融化日、完全融化、冰期、完全结冰期)。数据集利用模型和遥感结合的方式获取物候信息,首先基于MOD11A2提取的全湖平均湖面温度率定改进的湖泊半物理模型(air2water)生成日尺度长时序湖面温度序列,再利用MOD10A1雪覆盖产品获取湖冰物候提取的温度阈值。与现有研究结果和数据集对比,相关性(R方)高于0.75。该数据集结合遥感技术和数值模型的优势,为大时空尺度上分析青藏高原湖泊水-气交换、水热平衡及湖泊中生物化学过程对气候变化的响应提供支撑。
郭立男, 吴艳红, Zheng Hongxing, 张兵, 迟皓婧, 范兰馨
冰川物质平衡是表征冰川积累和消融量值的重要冰川学参数之一。冰川物质平衡是联系气候和冰川变化的纽带,是冰川对所在地区气候状况的直接反映。气候变化导致冰川的物质收支状况发生相应的变化,而这种物质上的收支变化又可以引起冰川运动特征及冰川热状况的改变,进而导致冰川末端位置、面积和冰储量的变化。监测方法即在冰川表面设置固定标志花杆,定期监测冰川表面相对于花杆顶点的距离,以计算冰雪消融量;在积累区定时定点开挖雪坑或钻孔取样,测量雪层密度,分析雪-粒雪-附加冰层位特征,计算雪层积累量;再将单点监测结果绘到大比例尺冰川地形图上,按净平衡等值线法或等高线分区法计算整条冰川的瞬时、季节(如冬季和夏季)及年度的物质平衡分量。该数据集为青藏高原及天山地区不同代表性冰川年物质平衡数据,单位为毫米水当量。
邬光剑
冰川是西部山区河流的补给水源,是西部地区人们赖以生存、发展工、农、牧业的最基本要素之一。冰川既是宝贵的淡水资源,又是山区形成严重自然灾害的发源地,如突发性冰湖溃决洪水、冰川泥石流和冰崩等。冰川水文监测是研究冰川融水特征、冰川融水对河流的补给作用、冰川表面消融与径流关系、冰面产流和汇流过程、及冰川和季节性积雪融水诱发的洪水和泥石流计算和预报的基础。目前主要以在流域出山口建立水文监测站,开展实地监测为主。本数集为4条代表性冰川的月值径流数据 (珠西沟冰川、帕隆4号冰川、老虎沟冰川、七一冰川)。通过雷达或压力式水位计测量冰川融水相对水位变化,通过实地径流断面测流与相对水位建立径流曲线,计算每条冰川的径流总量,径流单位为m3/s。
杨威, 李忠勤, 王宁练, 秦翔
湖泊汇集上游流域的径流及其携带的泥沙和营养物质,是流域中物质迁移的重要“归宿”,因此湖泊水体和沉积物属性在很大程度上受湖泊流域的属性(如湖泊上游的气候、地形和植被条件)影响。本数据集根据数字高程模型提取青藏高原上1525个湖泊(面积从0.2到4503平方公里)的流域范围,计算了湖泊水体、地形、气候、植被、土壤/地质和人类活动等6方面的721个属性,是首套青藏高原湖泊流域属性数据集,可为青藏高原湖泊(特别是缺资料湖泊)研究提供基础数据。
刘军志
本数据集是以UEA-CRU与UDEL提供的长时间尺度(1901-2016年)温度计算的冻结指数作为输入数据,通过Stefan经验公式计算雅鲁藏布江流域土壤冻结深度,并插值模拟输出的30年尺度平均土壤冻结深度数据集。本数据集是以UEA-CRU与UDEL提供的长时间尺度(1901-2016年)温度计算的冻结指数作为输入数据,通过Stefan经验公式计算雅鲁藏布江流域土壤冻结深度,并插值模拟输出的30年尺度平均土壤冻结深度数据集。
刘磊, 罗栋梁, 王磊
沱沱河源区植被类型图是基于 319 个地面采样点数据结合随机森林(RF)分类方法进行创建的。随机森林分类器的16个输入变量包括了Landsat-8的可见光、短波红外和热红外波段值及其反演的植被指数和地表温度数据等。根据研究区的植被特征及多年冻土模拟的需要,该图对高寒沼泽草甸(alpine swamp meadow)、高寒草甸(alpine meadow)、高寒草原(alpine steppe)和高寒沙漠(alpine desert )等4种植被类型进行了分类。图件的空间分辨率为30 m,可以提供更细节的植被类型的位置信息。
邹德富, 赵林, 刘广岳, 杜二计, 胡国杰, 李智斌, 吴通华, 吴晓东, 陈杰
热融滑塌是由于富冰多年冻土退化而导致的一种类似滑坡的热喀斯特地貌。一旦形成,它们会以较高的速度(几米至几十米每年)溯上坡方向扩张,垮塌的土壤和岩石会流向周边,对基础设施构成威胁,并可能释放冻土中的碳。已有研究表明,热融滑塌广泛地分布于多年冻土区,并且最近十多年它们的数量和影响范围显著增加。青藏工程走廊跨越多年冻土区,是连接内地与西藏的动脉,但已有研究对热融滑塌的分布和影响的认识还十分缺乏。为了对整个青藏工程走廊的热融滑塌进行详细和全面的调查,本研究使用深度学习方法以及目视解译和实地验证,识别并勾勒了2019 年该区域的热融滑塌。使用的高分辨率遥感影像是PlanetScope微小卫星影像,分辨率为 3 米,有4个波段,完全覆盖了整个工程走廊的多年冻土区( 约54,000 平方公里)。该方法结合深度学习的高效性及自动化和人工解译的可靠性,对整个区域进行接近十次的迭代制图,最大程度地避免漏检和误检。目视解译根据其地貌特征和时间变化(2016至2020)检查深度学习算法自动勾绘的热融滑塌。结果中包含 875 个热融滑塌的边界,以及它们的一些属性,包括编号、经纬度、置信概率和时间等信息。该结果为研究青藏工程走廊多年冻土退化以及相应的影响提供了一个重要的基准数据集。
夏卓璇, 黄灵操, 刘琳
冰川区域内的近地表气温变化和温度预测的可靠性是水文和冰川学研究的重要问题,由于缺乏高海拔观测,这些问题仍然难以捉摸。本研究基于从 6 个不同流域的 12 个自动气象站、43 个温度记录仪和 6 个国家气象站收集的 2019 年气温数据,展示了不同冰川/非冰川地区的气温变化,并评估了不同温度预测的可靠性,以减少消融估计中的误差。结果表明,不同气候背景下温度递减率 (LRs) 的空间异质性很大,最陡峭的 LRs 位于寒冷干燥的青藏高原西北部,最低的 LRs 位于受暖湿季风影响的青藏高原东南部。青藏高原西部和中部高海拔冰川区的近地表气温受下降风的影响较小,因此可以从冰川外的记录中线性预测。相比之下,青藏高原东南部温带冰川上盛行的局地降风风对环境气温的降温作用明显,因此,冰川上气温明显低于同等海拔的非冰川地区。因此,来自低海拔非冰川站的线性温度预测可能导致正度日数高估 40%,特别是对于流线距离长且冷却效果显着的大型冰川。这些发现提供了值得注意的证据,表明在估算青藏高原冰川融化时,应仔细考虑不同气候条件下高海拔冰川的不同 LR 和相关冷却效应。
杨威
本数据为末次冰盛期以来亚洲高山区冰川分布的模拟数据,其中包括典型区域(亚洲高山区、天山、喜马拉雅山、帕米尔高原)年分辨率的冰川面积变化序列以及典型时期(LGM(20000~19000ka),HS1(17000~16000ka),BA(~14900~14350ka),YD(12900~12000ka),EH(9500~8500ka),MH(6500~5500ka),LH(3500~2500ka)和Modern(1951~1990))1km分辨率的亚洲高山区冰川分布。该数据以基于CCSM3气候模式的TRACE全强迫模拟试验数据为外强迫场,驱动1km分辨率的PISM冰盖模式,从而获取末次盛冰期以来亚洲高山区冰川的可能分布。该数据可以用于研究末次冰盛期以来亚洲高山区冰川分布的变化及其对湖泊水位、径流、地貌等环境和气候要素的影响。
燕青
包括典型冰川(浪卡子县枪勇冰川:东经90.23°,北纬28.88°,海拔4898米,地表覆被为基岩;申扎县甲岗山冰川:东经88.69°,北纬30.82°,海拔5362米,地表覆被为碎石和杂草)水下20cm左右,绝对压力和水体温度。该自动水位计的数据采用USB离线获取的方式收集,初始记录时间为2021年6月19日20时00分,记录间隔为10分钟,2021年9月18日11:00现场下载数据。数据完整。
张东启
该数据集主要内容为青藏公路G109、青藏铁路以及新藏公路G219国道沿线地质灾害、路面病害以及桥涵病害调查数据集,调查时间为2020年8月12日--2020年8月19日,2021年7月26日--2021年8月15日。调查对象为南亚通道及喜马拉雅山区工程。调查的病害类型主要包括冻融诱发的地质灾害(落石、危岩体、泥石流冲沟及碎屑坡)、路面裂缝类病害、松散类病害、坑槽类病害、路基变形类病害以及桥涵病害等等。采用人工调查的方法,观察各类病害破损情况,按要求详细记录路面、桥涵以及地质灾害各种破坏类型的数量(范围)、破坏程度及所在位置。该数据集可为全面了解南亚通道及喜马拉雅山区工程冻融病害情况及相关研究提供依据。
李国玉
1967-2020年湖水表面温度(LSWT, 下社站); 1994-2020年湖冰冰厚和和结冰期(下社站); 1956-2020年流域径流(布哈站); 1956-2020年水位(下社站); 1956-2020年湖泊面积 ( 根据2001-2020年Landsat数据提取的湖泊面积和实测的湖泊水位建立面积-水位关系,从而利用实测水位数据估算无Landsat影像年份的面积); 1958-2019年气温(刚察站); 1958-2019年降水量(刚察站)
张国庆
冰盖表面融化是影响格陵兰冰盖物质平衡的主要原因,同时冰雪的反射率较高,冰盖表面融化会造成辐射能量收支差异,进而影响海-陆-气之间能量交换。高分辨率冰盖表面融化产品的生成,对研究格陵兰冰盖表面融化及其对全球气候变化的响应提供重要信息支撑。本数据集基于微波辐射计与光学反照率产品,对微波辐射计当日、冬季(12-次年2月)平均和1月平均进行波段合成,利用Gram-Schmidt方法将微波辐射计波段合成数据与MODIS GLASS反照率产品融合,使其空间分辨率从25 km提高至0.05˚。然后基于微波辐射计当日与冬季亮温差值的阈值法对降尺度结果提取格陵兰冰盖表面融化,得到1985年、2000年、2015年格陵兰冰盖表面0.05˚ 每日融化产品。该数据集0.05˚ 的空间分辨率高于目前国内外已发布数据集,凸显了辐射计和反照率数据对表面融化的响应,空间细节特征更加清晰,保持了原辐射计产品的动态范围,有效地抑制了辐射计噪声。该数据集的数据类型为整型,其中1代表融化,0代表未融化,255代表冰盖以外掩膜区域,数据集以“*.nc”格式存储。
魏思怡, 刘岩
该数据集是刘勇勤课题组从2010年以来多次野外采样积累的数据汇总而成,包括青藏高原12个冰川的冰芯和雪坑微生物丰度数据(5409条记录)和38个冰川的溶解性有机碳和总氮数据(2532条记录,包括冰芯、雪坑、表面冰、表面雪和冰前径流等生境)。所采样的冰川覆盖范围广,气候条件多样,多年平均气温从-13.4℃(古里亚冰川)到2.9℃(朱溪沟冰川),多年平均降水量从76.9毫米(15号冰川)到927.8毫米(24K冰川)。这些数据可为研究冰川碳氮循环和全球变暖背景下冰川退缩对下游生态系统的影响提供基础数据。
刘勇勤
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
格陵兰冰盖的物质损耗是近几十年来全球海平面上升的主要贡献者,在全球变暖的趋势下,格陵兰冰盖正在加速融化,探索其物质平衡对气候的变化响应具有重要的科学意义。作者基于MEaSUREs格陵兰触地线产品和流域边界,将触地线离散化,结合1985-2015年的MEaSUREs年度冰流速数据,和BedMachine v3冰厚度数据,矢量计算触地线各通量出口单元处冰通量;我们使用RACMO2.3p2模式的表面物质平衡数据,空间计算各流域表面物质平衡,并结合冰通量结果,得到格陵兰冰盖物质平衡数据集(1985-2015年)。该数据集包括1985年、2000年、2015年三年的格陵兰冰盖各流域物质平衡结果,含有各通量出口单元位置对应的年度冰流速、冰厚度、冰通量等信息。该数据集实现了触地线处冰通量的精细评估,可以反映近三十年格陵兰冰盖各流域物质平衡的变化情况和空间分布特征,为后续格陵兰冰盖物质平衡的精细变化评估及预测,和冰盖损耗机理探究提供基础性数据。
林依静, 刘岩, 程晓
南极冰盖是全球海平面上升的最大潜在来源之一,准确确定冰盖物质收支情况是理解南极冰盖动态变化的关键,对理解冰盖演变历程、准确预测未来全球海平面上升都是至关重要的。作者基于MEaSUREs触地线产品和MEaSUREs南极流域边界,将触地线离散化,结合1985-2015年的MEaSUREs和RAMP年度冰流速数据,和BedMachine冰厚度数据,矢量计算触地线各通量出口单元处冰通量;使用RACMO2.3p2模式的表面物质平衡数据,空间计算各流域表面物质平衡,并结合冰通量结果,得到南极冰盖物质平衡数据集(1985-2015年)。该数据集包括1985年、2000年、2015年三年的南极冰盖各流域物质平衡结果,含有各通量出口单元位置对应的年度冰流速、冰厚度、冰通量等信息。该数据集实现了触地线处冰通量的精细评估,可以反映近三十年南极冰盖各流域物质平衡的变化情况和空间分布特征,为后续南极冰盖物质平衡的精细变化评估及预测,和冰盖损耗机理探究提供基础性数据。
林依静, 刘岩, 程晓
冰雪具有高反射率,冰盖表面融化会降低地表反照率进而影响区域能量平衡,表面融化形成的水文系统会影响冰盖稳定性进而影响冰盖物质平衡。本数据集基于微波辐射计与光学反照率产品,对微波辐射计当日、冬季(6-8月)平均和7月平均进行波段合成,利用Gram-Schmidt方法将微波辐射计波段合成数据与MODIS GLASS反照率产品融合,使其空间分辨率从25 km提高至0.05˚。然后基于微波辐射计当日与冬季亮温差值的阈值法对降尺度结果提取南极冰盖表面融化,得到1985-1986年、2000-2001年、2015-2016年南极冰盖表面0.05˚ 每日融化产品。该数据集0.05˚ 的空间分辨率高于目前国内外已发布数据集,凸显了辐射计和反照率数据对表面融化的响应,空间细节特征更加清晰,保持了原辐射计产品的动态范围,有效地抑制了辐射计噪声,更好的反映了山区、触地线区域和冰架的融化范围随时间的梯度演变特征,产品精度更高。该数据集的数据类型为整型,其中1代表融化,0代表未融化,255代表冰盖以外掩膜区域,数据集以“*.nc”格式存储。
魏思怡, 刘岩
最大冻结深度是季节冻土热状态的重要指标,由于全球变暖,季节冻土的最大冻结深度不断下降。发布了中国西北五省、西藏和周边地区1961-2020年每10年的最大冻结深度数据集,空间分辨率为1km。该数据集是采用2001-2010年的最大冻结深度实测数据和空间环境变量构建的支持向量机回归模型,模拟了1961-2020年中国西北、西藏和周边地区的最大冻结深度。验证结果表明:支持向量机回归模型具有良好的空间泛化能力,最大土壤冻结深度的预测值和实测值之间具有较高的一致性,1980s、1990s、2000s和2010s四个时期模拟结果的决定系数分别为0.77、0.83、0.73和0.71。预测结果的百分位区间表明,模拟结果具有良好的稳定性。基于该数据集,发现我国西北地区最大土壤冻结深度不断下降,其中,青海的下降速率最快,平均每十年下降0.53 cm。该数据集为中国西北、高山亚洲和第三极等地区季节冻土的研究提供数据支持。
王冰泉, 冉有华
本数据集来源于论文:Xiaodan Wu, Kathrin Naegeli, Valentina Premier, Carlo Marin, Dujuan Ma, Jingping Wang, Stefan Wunderle. (2021). Evaluation of snow extent time series derived from AVHRR GAC data (1982-2018) in the Himalaya-Hindukush. The Cryosphere, 15, 4261–4279. 在这篇文章中,分别基于地面站点数据、Landsat数据和MODIS积雪产品,首次在长时间尺度上(1982-2018)对AVHRR GAC 积雪产品在兴都库什喜马拉雅山脉的表现进行全面的评估,包括该产品的精度/准确性在长时间序列上的一致性,以及该产品与Landsat和MODIS积雪数据在空间分布上的一致性,并揭示了影响AVHRR GAC积雪产品精度的主要因素。
吴小丹
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
在国家重点研发计划“冰冻圈和极地环境变化关键参数观测与反演”第一课题“冰冻圈关键参数多尺度观测与数据产品研制“的资助下,中国科学院青藏高原研究所张寅生课题组发展了青藏高原地区降尺度雪深产品。青藏高原积雪深度降尺度数据集来源于积雪概率数据和中国雪深长时间序列数据集的融合结果,采用新发展的亚像元时空分解算法对原始0.25度的积雪深度数据进行时空降尺度,得到0.05度逐日积雪深度产品。通过降尺度前后的雪深产品精度评估的对比,发现降尺度后雪深产品的均方根误差由原产品的2.15 cm减少到了1.54 cm。 青藏高原积雪深度降尺度数据集(2000-2018)的产品信息细节如下。投影为经纬度,空间分辨率0.05 度(约5公里),时间范围为2000年9月1日-2018年9月1日,为Tif格式文件,命名规则为:SD_YYYYDDD.tif,其中YYYY代表年,ddd代表儒略日(001-365)。积雪深度(SD),单位:厘米(cm)。空间分辨率为0.05度。时间分辨率为逐日。
闫大江, 马宁, 张寅生
在地球大数据科学工程专项时空三极环境项目第一课题“三极大数据共享与集成” (XDA19070100)资助下,中国科学院西北生态环境资源研究院车涛课题组利用机器学习方法结合多源雪深产品数据、环境因子变量及地面观测雪深数据等制备了北半球长时间序列逐日雪深数据集。 首先将人工神经网络、支持向量机和随机森林方法在积雪深度融合的适用性进行对比研究,发现随机森林方法在雪深数据融合上表现出较强优势。其次,利用随机森林方法,结合AMSR-E,AMSR2,NHSD和GlobSnow等遥感雪深产品及ERA-Interim和MERRA2等再分析资料格网雪深产品和环境因子变量等作为模型的输入自变量,用中国气象台站数据(945)、俄罗斯气象台站(620)、俄罗斯积雪调查数据(514)和全球历史气象网络逐日数据(41261)等43340个地面观测站点的雪深数据作为参考真值对模型训练与验证,在专项“地球大数据科学工程”提供的云平台上制备1980~2019年积雪水文年(上一年9月1日至本年度5月31日)的逐日格网雪深数据集。由于1980~1987年微波亮温数据为隔日数据,所以这段时间的数据会出现少量条带缺失现象。利用全球积雪模型对比计划及独立的地面观测数据进行验证,融合数据集的质量在整体上有所提升。利用地面观测数据及融合前的雪深产品对比来看,融合数据的决定系数(R2)从6种融合前产品中最高的0.23(GlobSnow雪深产品)提升至0.81,而相应的均方根误差(RMSE)和平均绝对误差(MAE)也减小至7.7 cm 和2.7 cm。
车涛, 胡艳兴, 戴礼云, 肖林
格拉丹东地区是青藏高原重要的、典型的大江大湖源区。本数据集提供了不同时间尺度,不同分辨率的,覆盖长江和色林错源区冰川的DEM,用以计算源区冰川表面高程的季节变化和年代际变化。数据集包括了2016-2017年7景不同月份5米分辨率的TanDEM-X数据,可用以冰川表面高程的季节性变化计算;包括了1景1976年30米分辨率的KH-9 DEM,5景2011年30米分辨率的TanDEM-X,1景2014年和3景2017年30米分辨率的TanDEM-X,可用以计算1976-2000,2000-2011,2011-2017年期间冰川表面高程变化。同时采用Landsat ETM数据勾画,并按照RGI6.0分割了1976年的冰川轮廓数据;右图显示了该数据集的空间和时间覆盖信息,底图为正射校正后KH-9影像。
陈文锋
冰盖的表面高程对气候变化非常敏感,因此冰盖的高程变化被认为是评估气候变化的一个重要变量。长期的冰盖表面高程变化的时间序列是对理解气候变化有着重要作用的基础数据。将微波雷达卫星测高的观测数据连接起来可以建立目前最长的冰盖表面高程时间序列。但是,已有的任务间偏差改正方法在交叉标定不同的观测任务时仍然有误差残留。我们通过对常用的平面拟合模型进行修改,通过任务间偏差和升降轨道偏差的同时约束改正来确保不同任务间表面高程时间序列的自洽和连贯。基于这种方法,我们使用Envisat和CryoSat-2数据构建了2002-2019年间的南极冰盖高程变化时间序列。该时间序列是月均的格网数据,格网的空间分辨率为5-km。使用机载和星载激光测高数据对结果评估发现,与传统的方法相比,该方法可以将任务间偏差改正的精度提高40%。使用解算得到的高程时间序列,结合由密实化模型得到的表面过程造成的冰盖体积变化,我们发现冰动力过程使得阿蒙森海沿岸区域的冰盖成为南极冰盖体积损失最大的区域,而表面过程则主导了托腾冰川、毛德皇后地、伊丽莎白公主地和别林斯高晋海沿岸等冰盖的体积变化过程。西南极的冰体积损失超过了东南的体积积累。在2002–2019期间,南极冰盖的体积以初始速率−68.7 ± 8.1 km3/yr,加速度−5.5 ± 0.9 km3/yr2加速损失。
张保军, 王泽民, 杨全明, 柳景斌, 安家春, 李斐, 耿红
新的北半球多年冻土图利用基于规则的GIS模型融合了新的多年冻土范围(Ran et al., 2021b)、气候条件、植被结构、土壤和地形条件以及富冰和富含有机质多年冻土图(yedoma)。与之前的多年冻土图不同,根据多年冻土与气候和生态系统的复杂交互作用,我们将北半球多年冻土分为五种类型:气候驱动型、气候驱动型/生态系统改造型、气候驱动型/生态系统保护型、生态系统驱动型和生态系统保护型。除去冰川和湖泊,北半球这五种类型的面积分别为3.66×106km2、8.06×106km2、0.62×106km2、5.79×106km2和1.63×106km2。北半球81%的多年冻土区受到生态系统的改造、驱动或保护,表明生态系统在北半球多年冻土稳定性中的主导作用。气候驱动的多年冻土只占北半球多年冻土区的19%,主要分布在高北极和高山地区,如青藏高原。
冉有华, M. Torre Jorgenson, 李新, 金会军, 吴通华, 李韧, 程国栋
公里级、空间完整(无缝)的地表温度产品在全球变化等领域具有广泛的应用需求。基于遥感观测反演的地表温度具有较高的可信度,融合从热红外和微波观测反演的地表温度,是获取具有一定精度、空间完整地表温度的有效途径。基于这一指导思想,作者发展了反演中国区域1km、无缝地表温度的方法框架,并生成了相应的数据集(2002-2020). 首先采用基于查找表的AMSR-E/AMSR2 地表温度反演算法反演得到AMSR-E/AMSR2 地表温度,之后采用地理加权回归对AMSR-E/AMSR2 地表温度进行降尺度,得到1km 地表温度,最后使用多尺度卡尔曼滤波融合AMSR-E/AMSR2 1km地表温度和MODIS地表温度,生成1km无缝地表温度数据集。 地面验证评价结果表明,该LST的均方根误差(RMSE)约为3K,空间分布于MODIS LST、CLDAS LST的一致性较好。
程洁, 董胜越, 施建成
海冰表面的积雪控制着能量收支,影响海冰的生长和消融,具有重要的气候作用。积雪厚度作为积雪的重要属性之一,对于理解气候变化、估算海冰参量等具有重要意义。被动微波数据可以获取逐日半球尺度的积雪厚度观测数据,但是原先提出的估算方法会产生明显的低估,限制了该方法的进一步应用。我们构建了一个新的且鲁棒的线性回归公式,通过引入低频信号明显改进了被动微波反演积雪厚度的效果,并且基于AMSR-E,AMSR-2和SSMIS被动微波辐射计亮温数据,应用该方法生成了2002—2020年逐日南极海冰表面积雪厚度数据集。采用7年的机载Operation IceBridge (OIB) 飞行计划获取的积雪厚度测量数据进行回归分析,发现采用垂直极化下37和19 GHz的亮温计算得到的极化梯度率(gradient ratio, GR),即GR(37/7),是用于南极海冰表面积雪厚度估算的最优极化梯度率,均方根偏差约为8.92厘米,相关系数为-0.64,并获取了相应的线性回归公式系数。GR(37/19)用于基于SSMIS的积雪厚度估算,用来填补AMSR-E和AMSR-2之间的观测空白。不同辐射计估算的积雪厚度进行了一致性校正。基于高斯误差传递法估算的积雪厚平均不确定度约为3.81厘米,占积雪厚度的12%左右。与Australian Aantarctic Data Centre发布的实测数据对比发现提出的方法明显优于原有的方法,平均差异和均方根偏差约为5.64厘米和13.79厘米,而原有方法的平均差异和均方根偏差约为-14.47厘米和19.49厘米。与Antarctic Sea Ice Processes and Climate 计划发布的船载观测数据对比发现提出的方法略优于原有方法(均方根偏差分别为16.85厘米和17.61厘米),并且该方法在海冰生长期和融化期有着相似的精度,表明该方法也可以应用于消融季。基于该套数据,我们发现2002—2020年在南极所有海域和季节内海冰表面积雪厚度均呈现降低趋势。该数据可以进一步用于再分析数据的评估,海冰厚度估算和气候模式等方面。
沈校熠, 柯长青
本数据集包含了全球77个冰川水化学要素(Na+、K+、Mg2+、Ca2+、TDS)的平均浓度、高亚洲典型冰川沉积物的矿物组成、以及高亚洲八个山系的冰川年径流量。本数据集来自数据集提供者对高亚洲19条冰川的实地监测,国内外已公开发表的数据资料、以及文献作者向数据集提供者私下共享的数据资料。本数据集可用于评估气候变暖对冰川侵蚀和化学风化作用的影响、可用于评估气候变暖驱动的冰川消融对下游生态系统和元素循环的潜在影响。
李向应
中国逐日雪深模拟预估数据集是采用人工神经网络模型,以NEX-GDPP模式数据集作为依托,预估的中国未来逐日雪深数据,其中雪深模拟的人工神经网络模型是以当天的最高温度、最低温度、降水数据和当天雪深数据作为模型的输入层,次日的雪深数据作为模型目标层对模型搭建,然后运用国家气象站数据对搭建的雪深模拟模型进行训练和验证进行训练,模型验证结果显示:模型迭代时空模拟能力较好;累积雪盖持续时间、累积积雪深度的模拟值和验证值的空间相关性为0.97和0.87,累积雪深的时间和空间相关性分别为0.92和0.91。在模型最优基础上,用此模型迭代模拟未来中国区域内逐日雪深数据。该数据集可以为中国未来雪灾风险评估、积雪范围变化研究以及气候变化研究提供数据支持。该数据基本信息如下:历史基准时段(1986~2005年)、未来模拟(2016~2065年)两个时间段,以及RCP4.5和RCP8.5两种情景,20个气候模式。其空间分辨率为0.25°*0.25°。该数据的投影方式为EASE-Gr,数据保存格式为nc格式。 下面是nc中数据文件信息 time:时长(单位:天)历史基准时段(起始时间:1986年1月1日,终止时期:2005年12月31日) 未来模拟(起始时间:2016年1月1日,终止时期:2065年12月31日) longitude = 320矩阵共320列 latitude = 160矩阵共160行 depth:雪深(cm) X Dimension: Xmin = 60.125; //矩阵x方向左下角网格的角落点坐标 Y Dimension: Ymin = 15.125; //矩阵y方向轴左下角网格的角落点坐标
陈虹举, 杨建平, 丁永建
近年来,南极冰盖消融逐渐加速,南极冰盖表面发育了大量冰面融水,深入理解南极冰盖冰面融水的空间分布和动态变化,对于研究南极冰盖物质平衡具有重要意义。本数据集是基于Landsat-7、8和Sentinel-2影像提取的2000-2020年南极冰盖典型消融区(普利兹湾)10-30m冰面融水数据集。数据集投影为极地方位投影,格式为矢量(ESRI Shapefile)和栅格(GeoTIFF),时间为南半球夏季(12月-次年2月)。
杨康
雪水当量(Snow water equivalent,SWE)是地表水文模型和气候模型的重要参数。本数据基于机器学习的岭回归算法融合了多种现有的雪水当量数据产品,形成了一套时间序列连续且精度较高的雪水当量数据产品。数据的空间范围为泛北极地区(北纬45°至北纬90°),数据时间序列为1979-2019年。该数据集有望为水文模型和气候模型提供更为精确的雪水当量数据,为冰冻圈变化及全球变化提供数据支撑。
李弘毅, 邵东航, 李浩杰, 王卫国, 马媛, 雷华锦
本数据为祁连山地区2020年冰川分布产品。采用经典波段比值法和人工修正的方法提取。原始基础数据为2020年祁连山全境的高分系列影像。参考数据为谷歌影像和天地图影像。产品以shp文件格式存储,包含坐标系、冰川ID、冰川面积等属性。产品为1期,空间分辨率为2米,边界精度在2米(一个像元)左右。该数据直观地反映了祁连山冰川在2020年的分布,可用于冰川物质平衡变化定量估计、冰川变化对流域径流量影响定量估计等研究。
李佳
Based on AVHRR-CDR SR products, a daily cloud-free snow cover extent dataset with a spatial resolution of 5 km from 1981 to 2019 was prepared by using decision tree classification method. Each HDF4 file contains 18 data elements, including data value, data start date, longitude and latitude, etc. At the same time, to quickly preview the snow distribution, the daily file contains the snow area thumbnail, which is stored in JPG format. This data set will be continuously supplemented and improved according to the real-time satellite remote sensing data and algorithm update (up to may 2019), and will be fully open and shared.
HAO Xiaohua
数据包含珠西沟冰川径流的钾、钠、钙、镁、氟离子、氯离子、硫酸根和硝酸根等指标,涵盖了大部分无机溶解组分。上述阴阳离子分别采用离子色谱和电感耦合等离子光谱仪等仪器测得,检测限低于0.01mg/L,误差低于10%;本数据可以用于反映珠西沟流域硫化物氧化、碳酸盐岩溶解和硅酸盐岩风化等化学风化过程对河水溶质的贡献,进而精准计算碳酸盐岩风化速率和硅酸盐岩风化速率,最终为评估冰川作用对岩石化学风化及其碳汇效应的影响提供科学依据。
邬光剑
冰川是西部山区河流的补给水源,是西部地区人们赖以生存、发展工、农、牧业的最基本要素之一。冰川既是宝贵的淡水资源,又是山区形成严重自然灾害的发源地,如突发性冰湖溃决洪水、冰川泥石流和冰崩等。冰川水文监测是研究冰川融水特征、冰川融水对河流的补给作用、冰川表面消融与径流关系、冰面产流和汇流过程、及冰川和季节性积雪融水诱发的洪水和泥石流计算和预报的基础。目前主要以在流域出山口建立水文监测站,开展实地监测为主。本数集为4条代表性冰川的月值径流数据 (珠西沟冰川、帕隆4号冰川、老虎沟冰川、七一冰川)。通过雷达或压力式水位计测量冰川融水相对水位变化,通过实地径流断面测流与相对水位建立径流曲线,计算每条冰川的径流总量,径流单位为m3/s。
杨威, 李忠勤, 王宁练, 秦翔
冰川表面微气象是观测冰川表面一定高度处风向风速、气温、湿度、气压、四分量辐射、冰温及降水等气象要素。冰川表面微气象监测是进行冰川监测的重要内容之一,是开展冰川表面能量-物质平衡、冰川运动、冰川融水径流、冰芯等研究及相关模型模拟研究的重要基础数据,为探究气候变化与冰川变化之间的相互关系奠定基础。主要通过在冰川表面架设高山气象站进行自动监测,也可使用便携式气象站进行短期的流动监测。近年来,在天山、西昆仑、祁连山、羌塘内陆、唐古拉山、念青唐古拉、藏东南、横断山和喜马拉雅山地区20多条冰川表面开展了相关的气象监测研究。该数据集为冰川区及冰川末端月值气象数据。
杨威
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
高分辨率冰芯孢粉记录能够指示季节性植被变化与气候指标的关系。本数据集对青藏高原作求普冰芯长32m的冰芯沉积物开展了高分辨率孢粉分析,获得了117个冰芯孢粉组合数据,所有数据为孢粉百分比数据,按照深度顺序排列。
吕厚远
1. 数据内容(包括的要素及意义) 冰川厚度即冰川表面与冰川底部间的垂直距离。冰川厚度的分布不仅受冰川规模与冰下地形控制,同时也随着冰川对气候响应阶段不同而变化。数据包含冰川测线经纬度、高程、单点厚度、测量冰川冰体总储量、测量仪器型号等信息。 2. 数据来源与加工方法 冰川厚度主要来源于钻孔和探地雷达测厚(Ground-Penetrating Radar, GPR)。钻孔法即在冰面进行钻孔至冰下基岩,从而获得单点的冰川厚度;冰川雷达测厚技术则能精确地测量出测线上冰川厚度的连续分布,同时获取冰下基岩的地形特征,从而为冰川储量估算和冰川动力学研究提供必要的参数 3. 数据质量描述 冰川钻孔数据精度达到分米级。GPR雷达测厚由于冰川性质及底界面雷达信号强度差异,测厚精度理论上在5%-15%之间,。 4. 数据应用成果与前景 冰川厚度是获取冰下地形和冰川储量信息的先决条件。在冰川动力学数值模拟与模型研究中,冰川厚度是一个重要的基本输入参数。同时,冰川储量是表征冰川规模和冰川水资源状况的最直接参数,不仅对冰川水资源的准确评估和合理规划及有效利用十分重要,更对于区域社会经济发展和生态安全具有重要和深远
邬光剑
青藏高原及其周边地区潜在冰湖分布数据为矢量数据(.shp),数据集中包含每个潜在冰湖的ID、面积、周长、体积和高程。数据按照流域被分为17个区域,分别是黄河,长江,湄公河,萨尔温江,雅鲁藏布江,恒河,印度河,以及鄂毕河流域,共8个外流流域;以及河西,塔里木,柴达木,准噶尔,伊犁,锡尔河,阿姆河,和蒙古高原流域,共9个内流流域。本数据从冰川厚度数据加工而来(由Farinotti et al. (2019)提供),使用ArcGIS软件,将地区原始DEM和冰厚度数据相减,得到无冰川分布的DEM,再利用填挖工具将位于冰川床下的洼地,即潜在冰湖,挖掘出来。本数据集的质量依赖原始的冰川厚度数据的质量,而冰厚度数据集的质量是目前所有类似数据中质量最好的。青藏高原及其周边地区潜在冰湖分布数据揭示了地区未来可能会形成的冰湖,对于未来地区冰湖的形成及其分布模式的理解至关重要,目前的结果表明,青藏高原及其周边地区存在着超过 16,000 个潜在冰湖,面积为2253.95 ± 1291.29 km2,体积为60.49 ± 28.94 km3, 这相当于海平面上升0.16±0.08 mm的水当量。
张太刚, 王伟财, 姚檀栋, 高坛光, 安宝晟
泛第三极区域数据集呈现海量、零散等特征,现有数据集种类较多,覆盖范围广,涉及水文、生态、大气以及灾害等多个领域,但这些数据集来自不同平台,在尺度、数据格式等方面各不相同,数据的可利用性较差,不利于科研人员展开泛第三极地区的科学研究,同时也无法发挥出这些数据集的巨大潜力。本研究采用来自多个数据平台的最新数据使用数据集成、数据融合等集成方法生产更高质量和更新年份的泛第三极综合数据集。根据不同来源、不同分辨率的数据,对这些数据进行质量控制,根据数据科学内容进行集成。对部分数据,利用数据融合技术,融合不同来源的数据,产生数据质量更高、年份更新的创新性数据产品,更好地服务于陆面过程模型等研究中。泛第三极数据集根据自然数据和社会经济数据分别采用泛第三极流域边界和泛第三极国家边界获取数据,统一采用罗宾逊(Robinson)投影格式。获得了多源集成的包含基础数据集、冰冻圈数据集、水文大气数据集、生态数据集、灾害数据集和人文地理数据集共六类数据集。 (1)基础数据集包含边界数据集、30米土地覆被数据、植被功能数据、30米SRTM数字高程数据和HWSD土壤质地数据。详情请查看元数据页面附件信息中或数据中的文档“泛第三极基础数据集数据文档.docx”。 (2)冰冻圈数据集包含冻土数据集、冰川分布数据、冰湖分布数据和积雪深度数据。其中,冻土数据集又包含冻土分布数据、冻土水热分带数据、冻土指数数据和冻土表面粗糙度数据。详情请查看元数据页面附件信息中或数据中的文档“泛第三极冰冻圈数据集数据文档.docx”。 (3)水文大气数据集包含河流湖泊数据集、蒸散发数据集和大气数据集。河流湖泊数据集包含河流数据和湖泊数据,蒸散发数据集包含MODIS蒸散发数据、土壤蒸发数据、水体冰雪蒸发数据和冠层截流蒸发数据,大气数据集包含ERA5-Land再分析数据集中的地表热辐射数据、地表太阳辐射数据、降水数据、气压数据、温度数据和风场数据。详情请查看元数据页面附件信息中或数据中的文档“泛第三极水文大气数据集数据文档.docx”。 (4)生态数据集包含总初级生产力数据和植被蒸腾数据。详情请查看元数据页面附件信息中或数据中的文档“泛第三极生态数据集数据文档.docx”。 (5)灾害数据集包含滑坡数据和地震区划数据。详情请查看元数据页面附件信息中或数据中的文档“泛第三极灾害数据集数据文档.docx”。 (6)人文地理数据集则包含交通道路数据、铁路机场数据、人口密度数据、主要国家人均GDP数据、收入水平数据和世界遗产分布数据。详情请查看元数据页面附件信息中或数据中的文档“泛第三极人文地理数据集数据文档.docx”。 泛第三极综合数据集将为相关研究者提供便利,避免相关研究在获取数据和处理数据的过程中重复劳动,节省研究者宝贵的时间,并且在陆面过程模型、水文模型和生态模型等科学研究中起到重要作用,促进泛第三极地区科学研究的发展,为泛第三极地区的科学研究提供数据支撑。
李虎, 潘小多, 李新, 盖春梅, 冉有华
本数据通过GIPL1.0冻土空间分布模型,结合已有基础数据,包括气候变化,土壤类型,以及植被数据,对川藏线的多年冻土以及季节冻土特性进行了模拟,数据结果为500m空间分辨率栅格,包括了多年冻土区最大化深度以及季节冻土区最大冻结深度。该结果通过了钻孔数据验证。数据日期为2001-2019,2041-2060,2081-2100(20年平均值),其中水体以及冰川区域通过掩膜排除在计算范围以外(空值)。气候数据为月均值,其他数据在模拟的过程中保持不变,空间分辨率都为500m。数据来源与“WoeldClim:https://www.worldclim.org/,DEM以及植被土壤:https://data.tpdc.ac.cn/zh-hans/”根据不同数据源的特点对原始资料进行真实性、一致性的检查及规范化处理;利用冻土模型对多年冻土及季节冻土进行计算模拟,输出结果为地温和活动层(最大冻深),模拟结果与钻孔地温进行验证。最终空间数据集通过ArcGIS成图。制定数字加工操作规范。加工过程中,规定操作人员严格遵守操作规范,同时由专人负责质量审查。经多人复查审核,其数据完整性、逻辑一致性、位置精度、属性精度、接边精度、现势性均符合国家测绘局制定的有关技术规定和标准的要求,质量优良可靠。数据可为后期开展川藏工程走廊冻结(融化)深度相关研究工作提供必要的数据支撑。
尹国安
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