本数据集提供了一套1980-2018年青藏高原逐年冻土分布产品,采用基于地图的参数校准策略(CaliMAP),以高精度的2010年青藏高原多年冻土分布图作为空间约束目标,通过贝叶斯优化算法,对Noah-Tibet陆面过程模型的26个异质性敏感参数进行优化,最终提取13组最优参数集进行集合模拟。
本数据集包含了1980至2018年共39个GeoTIFF格式的年度栅格文件,空间分辨率为0.1°,采用Albers等面积圆锥投影。
栅格值分类如下:1代表多年冻土(Permafrost),2代表季节性冻土(Seasonally Frozen Ground),3代表无冻土(Non-frozen ground),冰川、湖泊及研究区外区域均被掩膜为NoData。
| 采集时间 | 1980/01/01 - 2018/12/31 |
|---|---|
| 采集地点 | 青藏高原 |
| 数据量 | 1.9 MiB |
| 数据格式 | GeoTIFF |
| 数据空间分辨率(/米) | 0.1度 |
| 数据时间分辨率 | 年 |
| 坐标系 | WGS84 |
| 投影 | Albers Equal Area Conic projection |
本数据集的生成基于多源气象驱动数据、地表环境数据、高精度基准约束图以及用于独立验证的实地观测数据。主要数据源包括:
1. 气象驱动数据:采用中国区域地面气象要素驱动数据集 (He et al., 2020),包含1979-2018年0.1°/3小时分辨率的近地面气温、气压、比湿、全风速、向下短波辐射通量、向下长波辐射通量、降水率共7个气象要素,获取于https://doi.org/10.11888/AtmosphericPhysics.tpe.249369.file.。
2. 地表环境数据:植被类型来自《中华人民共和国植被图(1:1 000 000)》(Zhang, 2007),获取于https://www.plantplus.cn/doi/10.12282/plantdata.0155;叶面积指数(LAI)气候态来自GIMMS产品 (Zhu et al., 2013);土壤质地数据来自《青藏高原多层土壤质地数据集》 (Wu et al., 2016)。
3. 空间校准基准图:用作空间约束目标的青藏高原2010年多年冻土分布图(Cao et al., 2023) ,获取于https://doi.org/10.12072/ncdc.permalab.db3965.2023。
4. 冰川与湖泊掩膜数据:用于剔除水体和冰川面积。冰川掩膜来自《中国第二次冰川编目数据集(v1.0)(2006–2011)》(Guo et al., 2015),获取于https://doi.org/10.3972/glacier.001.2013.db.;湖泊动态掩膜来自《青藏高原大于1平方公里湖泊数据集(v3.1)(1970s-2022)》(Zhang et al., 2019),获取于https://www.tpdc.ac.cn/zh-hans/data/7fee8675-d4ab-4f97-8bbf-269e20b7ac16/。
5. 验证数据:包含来自12个活动层监测站点和84个钻孔的实测数据(Zhao et al., 2021),获取于https://doi.org/10.11888/Geocry.tpdc.271107.。
基于改进的Noah-Tibet陆面过程模型,具体流程如下:首先,模型利用1979-1983年的气象强迫数据循环运行500年进行Spin-up,以建立初始的土壤水热准平衡态,随后进行1979-2018年的瞬态模拟。其次,采用基于地图的参数校准策略(CaliMAP):在敏感过渡区,采用贝叶斯优化算法,以最大化2010年冻土模拟结果与2010基准图的Kappa系数为目标,对26个异质性敏感参数进行调优。从迭代结果中提取13组最优参数集,取集合模拟平均。最后,根据15.2米深度的模拟土壤温度剖面进行像素重分类:若至少一层连续两年温度≤0 ℃则划为多年冻土(1);有季节性冻结但不足两年的划为季节性冻土(2);全年未冻结的划为无冻土(3)。同时应用冰川(静态)和湖泊(动态)掩膜设为NoData。
模型验证采用了完全独立于空间校准过程的实测数据。验证结果显示,活动层厚度(ALT)的均方根误差(RMSE)为0.68米(n=83);多年冻土顶面温度(TTOP)的RMSE为0.41 ℃(n=83);10米深地温(GT10m)的RMSE为1.30 ℃(n=291)。在多年代际变化趋势的验证中,ALT变化率(8个站点)的RMSE仅为0.08 m/10a,TTOP变化率(8个站点)的RMSE为0.36 ℃/10a,而GT10m变化率(38个钻孔位点)的RMSE为0.64 ℃/10a。
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| # | 标题 | 文件大小 |
|---|---|---|
| 1 | readme.txt | 1.0 KiB |
| 2 | Perma_Distr_map_TP |
1980 1981 1982 1983 1984 1985 1986 1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018
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