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
整编了目前北半球数量最多的年平均地温(1002个)和活动层厚度(452个)地面观测数据,利用四种统计学习模型融合这些地面观测与多源遥感等数据产品,集合模拟得到了代表2000-2016年北半球多年冻土区年平均地温、活动层厚度、多年冻土发生概率和多年冻土水热分带数据集,空间分辨率为1公里,验证表明具有更高的精度。可为北半球多年冻土区的工程规划、设计、环境模拟与评价等提供数据支持,也可作为北半球多年冻土现状的数据基准,评估未来多年冻土变化及其影响。
冉有华, 李新, 程国栋, 车金星, Juha Aalto, Olli Karjalainen, Jan Hjort, Miska Luoto, 金会军, Jaroslav Obu, Masahiro Hori, 俞祁浩, 常晓丽
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监测,可填补观测空白。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。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。
田帮森, 邱玉宝
过去五十年,阿拉斯加地区冰川对海平面贡献占全球山地冰川总贡献的三分之一。 在RGI6.0的基础上,我们利用遥感和地理信息系统技术对阿拉斯加地区冰川编目数据进行了更新。更新的冰川编目采用的数据源为2018年Landsat OLI空间分辨率15m遥感影像,使用的方法为人工解译。结果显示,阿拉斯加地区冰川编目包括了现有冰川27043条,总面积81285km2。数据误差4.3%。该数据将为研究全球变化大背景下阿拉斯加地区冰川变化评估、冰川变化的区域和全球影响提供重要的数据支撑。
上官冬辉, 李耀军
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
北极阿拉斯加站点气溶胶光学厚度数据是基于美国能源部大气辐射观测计划在北极阿拉斯加站点的观测数据产品而形成,数据覆盖时间更新从2016年到2019年,时间分辨率为逐小时,覆盖站点为北极阿拉斯加站点,经纬度坐标为(71°19′22.8″N, 156°36′32.4″ W)。观测数据来源为MFRSR仪器观测的辐射数据反演获得,所包含特征变量为气溶胶光学厚度,观测反演误差范围约为15%。数据格式为nc格式。
赵传峰
通过燃烧地表植被和土壤有机物质,野火会对冻土环境产生强烈影响。受火灾干扰的植被可能需要许多年才能恢复到火灾前期或成熟水平。在本数据集中,通过量化C 波段和 L 波段 SAR 后向散射 15 年(2002—2017)的变化,用来研究阿拉斯加北坡Anaktuvuk 河流域冻土苔原环境火灾对植被再生长的影响。火灾过后,C 和 L 波段 在严重火灾地区后向散射系数比未烧的地区分别增加了 5.5 和 4.4 dB。火灾发生后 5 年,C 波段背向散射差异在火灾区和未燃烧区之间减小,表明过火地植被水平已恢复到未燃烧区域水平。这种持续恢复时间比基于光学的 NDVI 观测的 3 年恢复要长。此外,在植被恢复 10 年后, L 波段在火灾严重区后向散射比未燃烧区依然约高 2 dB。 这种持续的差异可能是由表面粗糙度增加造成的。我们的分析表明,长期存档的星载 SAR 后向散射可以量化北极苔原环境火灾后植被恢复情况,也可以作为光学观测的补充。 后向散射数据覆盖时间从2002年到2017年,时间分辨率为逐月,覆盖范围为喀阿拉斯加北坡Anaktuvuk 河流区域,空间分辨率为30~100 m,C/L波段数据分开,每月数据的存放一个Geotiff文件。 数据的详细情况见阿拉斯加北坡Anaktuvuk 河流域SAR后向散射数据 -数据说明。
江利明
北极阿拉斯加站点云特征集合数据是基于国际上5种著名云反演产品的融合集成数据,数据覆盖时间从1999年到2009年,时间分辨率为逐小时,垂直层数为512层,垂直分辨率45米,覆盖站点为北极阿拉斯加站点,经纬度坐标为(71°19′22.8″N, 156°36′32.4″ W)。所包含云遥感反演数据产品包括:美国能源部大气辐射观测计划采用参数化方法遥感反演获得的所有相态云特征官方产品,美国NOAA Matt Shupe和DaveTurner合作遥感反演(最优化方法+参数化方法)获得的冰云和混合云特征产品,美国University of Wyoming大学Zhien Wang获得的混合云(最优化方法)特征产品,美国University of Wyoming大学Min Deng获得的冰云(参数化方法)特征产品,以及美国State University of New York at Albany大学Qilong Min遥感反演(最优化方法)获得的云光学厚度产品。遥感产品变量包含云水有效半径、云水含量、云冰有效半径、云冰含量、云光学厚度、云水柱含量;相应的观测反演误差范围约为10-30%,30-60%,10-30%,30-60%,10-30%和10-20%。数据格式为nc格式,每月一个nc文件。
赵传峰
北极阿拉斯加站点薄云反演特征数据是基于地面红外辐射波谱观测利用最优化方法获得的薄云遥感反演产品,数据覆盖时间从2000年到2014年,时间分辨率为逐小时,为层云整层平均特征,覆盖站点为北极阿拉斯加站点,经纬度坐标为(71°19′22.8″N, 156°36′32.4″ W)。所包含特征变量包含云水有效半径、云水含量、云冰有效半径、云冰含量、云光学厚度;相应的观测反演误差范围约为10%,20%,10%,20%和15%。数据格式为dat格式。
赵传峰
北极阿拉斯加站点气溶胶光学厚度数据是基于美国能源部大气辐射观测计划在北极阿拉斯加站点的观测数据产品而形成,数据覆盖时间从1998年到2016年,时间分辨率为逐小时,覆盖站点为北极阿拉斯加站点,经纬度坐标为(71°19′22.8″N, 156°36′32.4″ W)。观测数据来源为MFRSR仪器观测的辐射数据反演获得,所包含光学特征变量为气溶胶光学厚度,观测反演误差范围约为15%。数据格式为nc格式。
赵传峰
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