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
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
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
地表温度(Land surface temperature, LST)是地球表面与大气之间界面的重要参量之一。它既是地表与大气能量交互作用的直接体现,又对于地气过程具有复杂的反馈作用。因此,地表温度不仅是气候变化的敏感指示因子和掌握气候变化规律的重要前提,还是众多模型的直接输入参数,在许多领域有广泛的应用,如气象气候、环境生态、水文等。伴随地学及相关领域研究的深入和精细化,学术界对卫星遥感的全天候地表温度(All-weather LST)具有迫切的需求。 本数据集的制备方法是一种基于新型地表温度时间分解模型的卫星热红外遥感-再分析数据集成方法。方法的主要输入数据为Aqua MODIS LST产品和GLDAS等数据,辅助数据包括卫星遥感提供的植被指数、地表反照率等。方法充分利用了卫星热红外遥感和再分析数据提供的地表温度高频分量、低频分量以及地表温度的空间相关性,最终重建得到较高质量的全天候地表温度数据集。 评价结果表明,本数据集具有良好的图像质量和精度,不仅在空间上无缝,还与当前学术界广泛采用的逐日1 km Aqua MODIS LST产品在幅值和空间分布上具有较高的一致性。当以MODIS LST为参考时,该数据集在白天和夜间的平均偏差(MBE)为0.08K至0.16K,偏差标准差(STD)为1.12K至1.46K。基于分布于黑河流域、东北、华北和华南地区的15个站点实测数据的检验结果表明,其MBE为-0.06K至-1.17K,RMSE为1.52K至3.71K,且在晴空与非晴空条件下无显著区别。 本数据集的时间分辨率为逐日2次,空间分辨率为1km,时间跨度为2000年-2021年(注:通过外推方式将缺少Aqua MODIS LST产品时段内的全天候地表温度补齐);空间范围包括我国陆域的主要区域(包含港澳台地区,暂不包含我国南海诸岛)及周边区域(72°E-135°E,19°N-55°N)。本数据集的缩写名为TRIMS LST(Thermal and Reanalysis Integrating Moderate-resolution Spatial-seamless LST),以便用户使用。需要说明的是,TRIMS LST的空间子集TRIMS LST-TP(中国西部逐日1 km全天候地表温度数据集(TRIMS LST-TP;2000-2021)V2)同步在国家青藏高原科学数据中心发布,以减少相关用户数据下载和处理的工作量。
张晓东, 周纪, 唐文彬, 丁利荣, 马晋, 张旭
本数据包括北极Barrow地区不同年龄冻土土壤细菌物种组成数据,可用来探索土壤微生物对冻土消融的响应及不同年龄冻土的土壤细菌差异;本数据为扩增子测序结果,引物为Earth Microbiome Project 标准引物 515F–806R,扩增范围为V4区,测序平台为Illumina Hiseq PE250; 数据通过质量控制,至少达到Q30水平;本数据用于发表于Cryospshere文章Permafrost thawing exhibits a greater influence on bacterial richness and community structure than permafrost age in Arctic permafrost soils. The Cryosphere, 2020, 14, 3907–3916, https://doi.org/10.5194/tc-14-3907-2020。本数据还可用于三极土壤微生物比较分析研究
孔维栋
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
该数据集包含了2012年7月至2013年8月采集的黑河流域典型土壤样点的土壤pH数据。2012年组织开展了第1次野外土壤调查采样。2013年在对已有土壤剖面样点进行定量评估的基础上,重点对已有剖面点代表性较差的景观区域进行土壤环境分析,形成补充性调查方案,组织开展了第2次土壤调查采样。黑河流域典型土壤样点采集方式为代表性采样,所采集样点覆盖了黑河流域的上游、中游、下游地区,涵盖了黑河流域的典型景观类型,能够反映黑河流域土壤属性整体的空间分布规律。野外土壤样品采集的深度参照中国土壤系统分类,以诊断层和诊断特性为基础,采取土壤剖面的土壤发生层样品。
宋效东, 张甘霖
数据集包括2015年11月27日- 2016年3月26日阿勒泰基站(lon:88.07, lon: 44.73)地面被动微波亮温、多角度亮温、10分钟四分量辐射和雪温、雪坑日观测数据和逐时气象数据。 日雪坑参数包括:积雪分层、分层厚度、密度、粒度、温度。 这些数据存储在5个NetCDF文件中,TBdata.nc, TBdata-multiangle.nc, Ten-minute 4 component radiation and snow temperature.nc, Hourly meteorological and soil data.nc and Daily snow pit data.nc,以及readme.doc。 TBdata.nc 为六通道双偏振微波辐射计RPG-6CH-DP自动采集的两偏振三个通道的亮度温度。内容包括年、月、日、时、分、秒、Tb1h、Tb1v、Tb18h、Tb18v、Tb36h、Tb36v、入射角、方位角。 TBdata-multiangle.nc为两种极化的3个通道的7组多角度亮度温度。 包括年、月、日、时、分、秒、Tb1h、Tb1v、Tb18h、Tb18v、Tb36h、Tb36v、入射角、方位角。 The ten-minute 4 component radiation and snow temperature. nc 为4组分辐射和层状雪温度。 内容包括:年、月、日、时、分、SR_DOWN、SR_UP、LR_DOWN、LR_UP、T_Sensor、ST_0cm、ST_5cm、ST_15cm、ST_25cm、ST_35cm、ST_45cm、ST_55cm。 The hourly meteorological and soil data.nc为每小时天气数据和分层土壤数据。内容包括年、月、日、时、Tair、Wair、Pair、Win、SM_10cm、SM_20cm、Tsoil_5cm、Tsoil_10cm、tsoil_15cm、Tsoil_20cm。 The daily snow pit data.nc为人工雪坑数据。观测时间为当地时间上午8:00-10:100。内容包括年、月、日、雪深、thickness_layer1、thickness_layer2、thickness_layer4、thickness_layer5、thickness_layer6、Long_layer1、Short_layer1、Long_layer2、Short_layer2、Long_layer3、Short_layer4、Long_layer5、Short_layer5、Long_layer6、short_layer6、Stube、snow shovel_0-10、 雪铲_10-20、雪铲_20-30、雪铲_30-40、雪铲_40-50、雪叉_10、雪叉_15、雪叉_20、雪叉_25、雪叉_30、雪叉_35、雪叉_40、雪叉_45、雪叉_50、形状1、形状2、形状3、形状4、形状5。
戴礼云
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
该数据集包含了2012年7月至2013年8月采集的黑河流域典型土壤样点的土壤容重数据。2012年组织开展了第1次野外土壤调查采样。2013年在对已有土壤剖面样点进行定量评估的基础上,重点对已有剖面点代表性较差的景观区域进行土壤环境分析,形成补充性调查方案,组织开展了第2次土壤调查采样。黑河流域典型土壤样点采集方式为代表性采样,所采集样点覆盖了黑河流域的上游、中游、下游地区,涵盖了黑河流域的典型景观类型,能够反映黑河流域土壤属性整体的空间分布规律。野外土壤样品采集的深度参照中国土壤系统分类,以诊断层和诊断特性为基础,采取土壤剖面的土壤发生层样品。
宋效东, 张甘霖
该数据集包含了2012年7月至2013年8月采集的黑河流域典型土壤样点的土壤有机碳数据。2012年组织开展了第1次野外土壤调查采样。2013年在对已有土壤剖面样点进行定量评估的基础上,重点对已有剖面点代表性较差的景观区域进行土壤环境分析,形成补充性调查方案,组织开展了第2次土壤调查采样。黑河流域典型土壤样点采集方式为代表性采样,所采集样点覆盖了黑河流域的上游、中游、下游地区,涵盖了黑河流域的典型景观类型,能够反映黑河流域土壤属性整体的空间分布规律。野外土壤样品采集的深度参照中国土壤系统分类,以诊断层和诊断特性为基础,采取土壤剖面的土壤发生层样品。
宋效东, 张甘霖
该数据集是基于MODIS 16天合成的NDVI产品(MOD13Q1 collection6)估算的三江源国家公园区域的植被生长季开始(Start of Season: SOS)和生长季结束的日期(End of Season: EOS)。共用了两种常见的物候期估算方法,分别是基于多项式拟合的阈值提取法(文件名中有poly字符)和基于双逻辑曲线(double logistic function)拟合后的拐点提取法(文件名中有sig字符)。该数据可以用来分析植被物候期与气候变化的关系。时间范围为2001年至2020年。空间分辨率为250m。数据中包含4个子文件夹,CJYYQ_phen是三江源国家公园长江源园区的物候结果,HHYYQ_phen是三江源国家公园黄河源园区的物候结果,LCJYYQ_phen是三江源国家公园澜沧江源园区的物候结果,SJY_phen是整个三江源区域的物候。 数据格式为geotif,建议使用arcmap或者Python+GDAL浏览和处理数据。
王旭峰
该数据集包含了2018年1月1日至2018年12月31日黑河流域地表过程综合观测网中游大满超级站气象要素梯度观测系统数据。站点位于甘肃省张掖市大满灌区农田内,下垫面是玉米田。观测点的经纬度是100.3722E, 38.8555N,海拔1556m。风速/风向、空气温度、相对湿度传感器分别架设在3m、5m、10m、15m、20m、30m、40m处,共7层,朝向正北;气压计安装在2m处;翻斗式雨量计安装在塔西侧约8m处,架高2.5m;四分量辐射仪安装在12m处,朝向正南;两个红外温度计安装在12m处,朝向正南,探头朝向是垂直向下;土壤热流板(自校正式)(3块)依次埋设在地下6cm处,朝向正南距离塔体2m处,其中两块(Gs_2、Gs_3)埋设在棵间,一块(Gs_1)埋设在植株下面;平均土壤温度传感器TCAV埋设在地下2cm、4cm处,朝向正南,距离塔体2m处;土壤温度探头埋设在地表0cm和地下2cm、4cm、10cm、20cm、40cm、80cm、120cm和160cm处,在距离气象塔2m的正南方;土壤水分传感器分别埋设在地下2cm、4cm、10cm、20cm、40cm、80cm、120cm和160cm处,在距离气象塔2m的正南方;光合有效辐射仪安装在12m处,探头朝向是垂直向上;另有四个光合有效辐射仪分别架设在冠层上方和冠层内,冠层上方安装在12m(探头垂直向上和向下方向各一个)、冠层内安装在0.3m(探头垂直向上和向下方向各一个)高处,朝向正南。 观测项目有:风速(WS_3m、WS_5m、WS_10m、WS_15m、WS_20m、WS_30m、WS_40m)(单位:米/秒)、风向(WD_3m、WD_5m、WD_10m、WD_15m、WD_20m、WD_30m、WD_40m)(单位:度)、空气温湿度(Ta_3m、Ta_5m、Ta_10m、Ta_15m、Ta_20m、Ta_30m、Ta_40m和RH_3m、RH_5m、RH_10m、RH_15m、RH_20m、RH_30m、RH_40m)(单位:摄氏度、百分比)、气压(Press)(单位:百帕)、降水量(Rain)(单位:毫米)、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)、平均土壤温度(TCAV)(单位:摄氏度)、土壤热通量(Gs_1、Gs_2、Gs_3)(单位:瓦/平方米)、土壤水分(Ms_2cm、Ms_4cm、Ms_10cm、Ms_20cm、Ms_40cm、Ms_80cm、Ms_120cm、Ms_160cm)(单位:百分比)、土壤温度(Ts_0cm、Ts_2cm、Ts_4cm、Ts_10cm、Ts_20cm、Ts_40cm、Ts_80cm、Ts_120cm、Ts_160cm)(单位:摄氏度) 、光合有效辐射(PAR)(单位:微摩尔/平方米秒)、冠层上向上与向下光合有效辐射(PAR_U_up、PAR_U_down)(单位:微摩尔/平方米秒)和冠层下向上与向下光合有效辐射(PAR_D_up、PAR_D_down)(单位:微摩尔/平方米秒)。 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;2018.9.17-11.7由于采集器的问题,气象梯度部分的数据缺失;由于采集器通道问题,平均土壤温度TCAV数据在11月7日后数据不正确。(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:2018-6-10 10:30。 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)。
李新, 车涛, 徐自为, 任志国, 谭俊磊
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
本研究数据主要基于Google Earth Engine大数据云处理平台,选用2017年三江源、普尔河、育空河流域Sentinel-2为基础数据,SRTM-DEM和Global Surface Water为辅助数据,选用AWEIn,AWEIs,WI2015,MNDWI,NDWI等多种水体指数阈值提取的方法,依据年水体频率获得季节水体与永久水体分类数据(空间分辨率10m)。该水体数据产品,为高时空分辨率水体变化和冻土水文分析提供了有效基础数据。
冉有华
GLObal WAter BOdies database(GLOWABO)数据集,Charles Verpoorter等人基于GeoCoverTM Water bodies Extraction Method利用2000±3年Landsat 7 ETM+影像,获得全球水体数据集。水体提取方法结合主成分分析、阈值提取、纹理特征提取等多种方法,空间分辨率15m,总体精度91%。数据还包括水体面积、周长、形状指数、高程等信息。本数据集选区其中三江源流域、普尔河流域、育空河流三个流域数据集,为北半球极地水文研究提供数据支持。
Charles Verpoorter
基于20世纪60年代的锁眼卫星数据,采用面向对象的监督分类,结合人工目视解译修正,生产出水体数据产品。总解译面积64.5万km2,占研究区96.28%,其中三江源研究区影像缺失18844 km2,阿拉斯加育空流域研究区影像缺失4220 km2,西西伯利亚普尔河流域研究区影像缺失1954 km2。解译最小线状地物图上宽度大于8米,最小面状地物图上面积大于100平方米,描迹精度2个象元,一级类解译精度达到95%以上。获取的高空间分辨率水体数据产品,为上世纪70年代水体变化研究提供有效数据,也为冻土变化研究提供可靠依据。
冉有华
南极半岛也叫“帕默尔半岛”或“格雷厄姆地”。位于西南极洲,是南极大陆最大、向北伸入海洋最远(南纬63°)的大半岛,东西濒临威德尔海和别林斯高晋海。南极半岛被称为南极洲的“热带”。这里属于典型的副极地海洋性气候,与南极大陆相比,是南极洲最暖、最湿的地区之一,边缘区域的岛屿分布有少量的先锋植物,主要以苔藓和地衣为主。南极半岛及周边植物丰度数据产品通过实测光谱匹配遥感影像,应用纯像元PPI提取出苔藓、地衣、岩石、海、积雪的端元波谱。应用线性混合模型LMM(Linear Mixture Model)计算得到。
徐希燕
南极半岛也叫“帕默尔半岛”或“格雷厄姆地”。位于西南极洲,是南极大陆最大、向北伸入海洋最远(南纬63°)的大半岛,东西濒临威德尔海和别林斯高晋海。南极半岛被称为南极洲的“热带”。这里属于典型的副极地海洋性气候,与南极大陆相比,是南极洲最暖、最湿的地区之一,边缘区域的岛屿分布有少量的先锋植物,主要以苔藓和地衣为主。南极半岛及周边植物丰度数据产品通过实测光谱匹配遥感影像,应用纯像元PPI提取出苔藓、地衣、岩石、海、积雪的端元波谱。应用线性混合模型LMM(Linear Mixture Model)计算得到。菲尔德斯半岛特色植被覆盖度根据其与丰度的相关线性关系获得。
徐希燕
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