地表反照率反馈效应(SAF)是驱动极地增暖的关键机制之一。利用多源遥感与再分析资料,构建了覆盖 1980–2014 年北极陆地地区的 SAF 数据集。数据源包括 GLASS 第二代反照率产品(0.05°/8 天)、GIMMS3g NDVI(约 8 km/15 天)、ERA5-Land 再分析产品(9 km,涵盖气温、积雪、土壤水分与类型)以及北极环极植被图(提供土地覆盖和土壤基质化学特征)。所有数据经重投影与插值统一至 10 km EASE-Grid 格网,确保时空一致性。基于经典 SAF 框架,通过地表反照率相对变化与近地气温变化率之比计算月尺度 SAF 强度。精度评估结果显示:GLASS 反照率与地面及 MODIS 数据相关系数普遍高于 0.85,均方根误差小于 0.05;NDVI 数据在多源比对中保持良好时序稳定性;ERA5-Land 气温与积雪数据相较观测资料偏差低于 5%。整体表明该数据集具备较高的时空一致性与可靠性。
| 采集时间 | 1980/01/01 - 2014/12/31 |
|---|---|
| 采集地点 | 环北极陆地 |
| 数据量 | 2.2 GiB |
| 数据格式 | .tif |
| 数据空间分辨率(/米) | 10000 |
| 数据时间分辨率 | 月 |
| 坐标系 | WGS84 |
| 投影 | Albers Equal Area Conic Projection System |
利用多源遥感与再分析数据,构建了覆盖 1982–2014 年北极陆地地区的地表反照率反馈效应数据集。主要数据源包括:(1)GLASS 第二代地表反照率产品,空间分辨率 0.05°,时间分辨率 8 天,提供长期连续的短波宽带黑天顶反照率信息;(2)GIMMS3g NDVI 数据集,空间分辨率约 8 km,时间分辨率 15 天,经最大值合成处理获得逐月植被指数;(3)ERA5-Land 再分析产品,提供 2 米气温、积雪覆盖率、土壤含水量及土壤类型等关键陆面参数,空间分辨率提升至 9 km;(4)北极环极植被图(CAVM),用于获取土地覆盖类型和土壤基质化学特征。
为了保证多源数据的一致性与可比性,本研究在数据处理环节开展了统一化预处理。首先,将 GLASS 反照率、GIMMS3g NDVI、ERA5-Land 陆面参数及 CAVM 植被数据进行投影转换,并重采样至 25 km 的 EASE-Grid 格网,这是极区研究中常用的等面积格网,可避免高纬度区域面积畸变。反照率数据由 0.05° 分辨率经最近邻插值后,采用块均值方法聚合到 25 km 格网;NDVI 数据则通过最大值合成(MVC)生成逐月时间序列,以减弱云和大气影响。ERA5-Land 的气温、积雪覆盖率、土壤水分和土壤类型等数据,通过双线性插值统一到相同空间分辨率,并与其他数据对齐。随后,基于时间序列差分法计算逐月反照率变化与气温变化,用于估算 SAF 强度。最后,结合最优参数地理探测器(OPGD)模型,对不同因子(积雪、植被、土地覆盖、土壤类型与水分)的空间作用力和交互效应进行量化,形成完整的 SAF 时空格局数据集。
在数据集构建过程中高度重视质量控制与精度评估。首先,GLASS 反照率产品在生成过程中已融合 MODIS 与 AVHRR 数据,并通过多源滤波和填补算法降低了云和缺测带来的不确定性。与地面观测及 MODIS 产品对比验证表明,其相关系数普遍在 0.80 以上,均方根误差控制在 0.05 以内,能够较好反映高纬度地区的季节性变化。其次,GIMMS3g NDVI 数据经过传感器间校正与轨道漂移修正,具有较好的长期稳定性和可比性,经与其他遥感植被指数(如 MODIS NDVI)交叉比对,时序一致性显著。ERA5-Land 的气温、积雪覆盖率与土壤水分数据在空间分辨率(9 km)与再分析模式物理方案上均较 ERA-Interim 有显著改进,其与北极气象站点对比的平均偏差小于 5%。此外,所有数据在处理过程中均经过统一的投影与重采样,确保了多源数据间的空间一致性。综合来看,构建的数据集在时间连续性、空间精度与多源一致性方面均表现良好,可为地表反照率反馈效应研究提供可靠的数据支撑。
| # | 编号 | 名称 | 类型 |
| 1 | 2020YFA0608502 | 北极陆地环境变化对地—气系统能—水交换的影响及其气候效应 | 国家重点研发计划 |
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| # | 标题 | 文件大小 |
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| 1 | data |
| # | 类别 | 标题 | 作者 | 年份 |
|---|---|---|---|---|
| 1 | 论文 | Attribution of the spatial heterogeneity of Arctic surface albedo feedback to the dynamics of vegetation, snow and soil properties and their interactions | 俞琳飞,冷国勇,Andre Python | 2022 |
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
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