湖冰厚度对区域水文气候系统、湖泊生态系统及冰面人类活动均具有重要意义，且对全球变暖响应极为敏感。但受实地观测难度大、有效遥感观测手段匮乏制约，目前学界对湖冰厚度的时空变化规律仍认知不足。尽管依托大气环流模式数据驱动的湖冰模型已得到大量研发与应用，但全球湖冰厚度评估大多仅基于气候强迫数据网格内的理想湖泊开展模拟，缺乏对实际湖泊状况的刻画，因此亟需构建适用于真实湖泊的全球湖冰厚度估算方法。
本研究利用卫星测高数据，反演近三十年来北半球 16 个大型湖泊（贝加尔湖、大奴湖等）的湖冰厚度，反演精度约 0.2 米；继而构建以遥感数据为主要驱动的一维湖冰模型，并结合卫星测高湖冰厚度数据完成交叉验证，建立一套可靠的北半球面积 50km² 以上湖泊湖冰厚度估算方案。
该数据集版本1由三个产品组成，包括：（1）2002-2019 年卫星测高仪测量的 11 个大型湖泊的湖冰厚度；（2）2003-2018 年一维遥感湖冰模型模拟的北半球面积大于 50 平方公里的 1260 个湖泊的湖冰厚度和湖面积雪深度；（3）2091-2099 年湖冰模型模拟的未来湖冰厚度和湖面积雪深度，并修改了冰层生长模块。
版本2由四个文件组成，包括：（1）1992-2019 年卫星测高仪测量的 16 个大型湖泊的湖泊冰厚度（16 个大型湖泊的测高 LIT. xlsx）；（2）2003-2018 年一维遥感湖冰模型模拟的北半球面积大于 50 平方公里的 1313 个湖泊的每日湖冰厚度和湖面积雪深度（NetCDF 格式）；（3）湖冰模型利用改进的冰生长模块模拟的 2071-2099 年未来湖冰厚度和湖面积雪深度（表 S1.xlsx）；（4）包含湖泊 ID、名称、位置和面积的查找表。
通过Jason-1/2/3 号卫星生成湖泊冰层厚度的数据。
本数据集基于一种适用于脉冲限制型测高卫星的穿透算法，反演并分析 1992 年以来北半球 16 个大型湖泊与水库的湖冰厚度变化。这也是首次将脉冲限制型雷达测高数据应用于湖冰厚度反演，构建了目前时序跨度最长的遥感湖冰厚度数据集；受早期观测数据质量限制，部分中小型湖泊仅能获得 2002-2019 年的有效湖冰厚度序列。
该算法有效弥补了现有湖冰厚度实地观测数据稀缺的短板，可为湖冰模型的率定与验证提供重要支撑。为提升不同积雪覆盖条件下卫星测高湖冰厚度的估算精度，本研究进一步构建流程框架，将雷达回波信号划分为纯湖冰厚度信号、冰雪复合厚度信号与混合信号三类。
在此基础上，研究构建以遥感地表温度与反照率为核心驱动因子的湖冰模型，并利用上述 16 个大型湖库的卫星测高实测湖冰厚度完成模型验证。依托经验证模型，完成 2003-2018 年北半球 1313 个面积大于 50 平方千米湖库的湖冰厚度模拟，建立北半球湖冰厚度基准数据集。
采用无需遥感驱动输入的简易湖冰模型，结合经遥感模型模拟结果率定后的参数，分析近三十年湖冰厚度演变特征，并预估本世纪末湖冰厚度对气候变化的响应规律，该简易模型与遥感驱动湖冰模型模拟结果一致性良好。
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CSTR:11738.11.NCDC.ZENODO.DB4023.2023
10.5281/zenodo.4090154
