北半球长时间序列公里级活动层厚度数据集（1850-2100年）

中文名称

英文名称

Long-term series kilometer-level active layer thickness data set in Northern Hemisphere (1850-2100)

CSTR

CSTR:11738.11.NCDC.2022YFF.DB6392.2024

DOI

10.12072/ncdc.nieer.db6392.2024

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数据分类

冻土

来源站点

冰冻圈大数据挖掘分析关键技术及应用

数据贡献者

彭小清 , 金浩东 , 赵国辉

数据集摘要

多年冻土区的活动层厚度及年平均地是多年冻土变化研究的重要指标，在当前全球变暖的大背景之下，尤其在高海拔以及高纬度地区，气温变暖的速率还要高于其他地区，这对于多年冻土区的活动层厚度的变化必然会造成很大影响。在以往的研究中，基于野外实测数据以及遥感反演算法已经对活动层厚度在历史时期下的变化有了很多探讨，但其空间分辨率也较低。以CMIP6数据为基础，通过降尺度的方法获得1km分辨率的多年冻土区地表气温；然后该数据作为多年冻土活动层厚度未来变化的高精度高分辨输入变量，从而进一步获得1km分辨率的北半球活动层厚度，通过使用多种机器学习方法，获取多种方法多模式平均，活动层厚度数据集的精度和分辨率都得到提升。集合平均模式输出结果的RMSE为67.39 cm，MAE为44.39cm，R为0.74。

基本信息

采集时间	1850/01/01 - 2100/12/31
采集地点	northern hemisphere
数据量	71.1 GiB
数据格式	netcdf格式，单位cm
数据空间分辨率(/米)	1公里
数据时间分辨率	逐年

数据源描述

北半球多年冻土区活动层厚度观测数据建立在全球多年冻土网络（GTN-P）数据库（gtnpdatabase.org）的基础上，同时，我们还扩展了GTN-P数据，并从相关文献中添加更多的ALT观测数据。其它相关数据请参考Jin et al., 2024.

数据加工方法

使用的机器学习模型包括逻辑回归（LR）、随机森林（RF）和LightGBM（LGB）。考虑到使用单一方法可能会导致模拟的过度拟合，我们在模拟ALT时使用了上述三种方法的集和平均结果。使用TDD、FDD、叶面积指数、降水量、积雪、太阳辐射、土壤含水量、土壤有机质、砾石的体积含量作为输入变量，与站点观测值相对应，用90%的数据作为测试集进行模型建立，10%的数据作为验证集对模型的精度进行验证评价，为了减少单次运行的不确定性，本研究对使用的三种机器学习模型运行了100次，用其集合平均结果，最终结合各时期的环境变量模拟出不同时期的多年冻土区活动层厚度的分布变化。

数据质量描述

数据质量良好

项目支持信息

#	编号	名称	类型
1	2022YFF0711700	冰冻圈大数据挖掘分析关键技术及应用	国家重点研发计划
2	42161160328	青藏高原热喀斯特地貌的时空演变及未来预测	国家自然科学基金

引用和标注

为保障平台科技资源的权益、扩展平台中心的服务、提升科技资源的应用潜力，请资源使用者在使用资源所产生的研究成果中（包括公开发表的论文、论著、数据产品和未公开发表的研究报告、数据产品等成果），请按以下方式规范标注和引用。

中文发表的成果中参考以下规范注明：数据来源于国家冰川冻土沙漠科学数据中心 (http://www.ncdc.ac.cn)。

英文发表的成果中参考以下规范注明： The dataset is provided by National Cryosphere Desert Data Center. (http://www.ncdc.ac.cn).

数据引用

彭小清,金浩东,赵国辉. 北半球长时间序列公里级活动层厚度数据集（1850-2100年）. 国家冰川冻土沙漠科学数据中心(http://www.ncdc.ac.cn), 2024. https://cstr.cn/CSTR:11738.11.NCDC.2022YFF.DB6392.2024.
彭小清,金浩东,赵国辉. 北半球长时间序列公里级活动层厚度数据集（1850-2100年）. 国家冰川冻土沙漠科学数据中心(http://www.ncdc.ac.cn), 2024. https://www.doi.org/10.12072/ncdc.nieer.db6392.2024.

Endnote中 Bibtex中 RIS中 GBT7714中 EndnoteEN BibtexEN RISEN

文章引用

Jin Haodong, Peng Xiaoqing, Frauenfeld Oliver W, Zhao Yaohua, Li Xuanjia, Tian Weiwei, Chen Cong, Liang Benben, Li Xiaodong, Mu Cuicui. Performance and changes of high‐resolution (1 km) surface air temperature in Northern Hemisphere permafrost regions[J]. International Journal of Climatology, 2023, 43, (3): 1333-1348.

引用格式： Endnote Bibtex RIS
Jin Haodong, Peng Xiaoqing, Frauenfeld Oliver W, Huang Yuan, Guo Lei, Luo Jing, Yin Guoan, Zhao Guohui, Mu Cuicui. The infrastructure cost of permafrost degradation for the Northern Hemisphere[J]. Global Environmental Change, 2024, 84:102791.

引用格式： Endnote Bibtex RIS
Peng Xiaoqing, Zhang Tingjun, Frauenfeld Oliver W, Wang Kang, Luo Dongliang, Cao Bin, Su Hang, Jin Huijun, Wu Qingbai. Spatiotemporal changes in active layer thickness under contemporary and projected climate in the Northern Hemisphere[J]. Journal of Climate, 2018, 31, (1): 251-266.

引用格式： Endnote Bibtex RIS

许可协议

本作品采用知识共享署名 4.0 国际许可协议进行许可。

#	数据集标题
1	北半球长时间序列公里级年平均地温数据集（1850-2100年）
2	北半球季节冻深数据集（1850-2100年）
3	黑河流域长时间序列SPOT_Vegetation植被数据集
4	北半球多年冻土生物物理分区图
5	高分辨率北半球多年冻土数据集（2000-2016年）
6	1978-2012年中国雪深长时间序列数据集
7	1979-2016年中国雪深长时间序列数据集
8	湖泊冰层厚度数据集
9	中国地区长时间序列GIMMS植被指数数据集
10	中国地区长时间序列SPOT_Vegetation植被指数数据集

#	标题	文件大小
1	ALT_PF_NH.zip	71.1 GiB

最近10条服务记录如下
#	时间	姓名	用途
1	2026/04/11 22:46	岳*涛	本人目前在读研究生，学院是青海大学土木水利学院，专业是水文学及水资源，方向是冰川冻土径流研究，为更好进行课题研究，需要用到青藏高原冻土变化数据，来进行冻土融水的计算，因此需要借助此数据集进行研究，希望能够借助贵单位数据进行研究，如果可以将不胜感激。
2	2026/04/02 02:48	袁*武	论文题目：基于Noah-MP模型的青藏高原冻土区水热碳过程模拟数据在研究中的作用：用于区域验证ALT模拟结果论文类型：毕业论文导师姓名：张国飞
3	2026/03/31 00:20	陈*	用于辅助研究InSAR数据在冻土区域形变监测分析
4	2026/04/01 19:41	段*德	进行冻土上道路形变研究，但缺少区域内冻土相关数据
5	2026/03/21 23:05	刘*	认知学习青藏高原地区的活动层厚度的时空变化
6	2026/03/13 23:40	陈*原	论文题目：泛北极土壤冻结深度时空变化及其对冬季道路运输可达性的影响评估数据在研究中的作用：参考和对比数据论文类型：博士论文导师姓名：朱文泉
7	2026/03/05 01:53	张*	论文题目：西伯利亚林火干扰对地表温度影响的短期效应和长期效应数据在研究中的作用：冻土活动层变化量作为影响变量讨论林火对地表温度影响的具体机制论文类型：硕士导师姓名：蔡红艳
8	2026/02/28 19:57	江*蕾	计算青藏高原冻土退化对生态系统服务的影响
9	2026/01/25 02:19	孙*萌	论文题目：青藏高原冻融循环对植被返青的影响数据在研究中的作用：作为辅助变量论文类型：期刊论文
10	2026/01/28 23:49	赵*山	论文题目：青藏高原多年冻土系统临界的早期预警信号识别数据在研究中的作用：用于进行时间序列分析，计算早期预警信号论文类型：本科毕业论文导师姓名：彭小清