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

数据共享方式

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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
坐标系

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	北半球多年冻土生物物理分区图
4	黑河流域长时间序列SPOT_Vegetation植被数据集
5	1986-2005年，1986-2098年（RCP2.6RCP4.5RCP8.5），北半球多年冻土数据集
6	湖泊冰层厚度数据集
7	1979-2016年中国雪深长时间序列数据集
8	1978-2012年中国雪深长时间序列数据集
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
2	_ncdc_meta_.json	10.1 KiB

最近10条服务记录如下
#	时间	姓名	用途
1	2026/01/01 00:41	赖*钦	论文题目：青藏高原冻土退化对植被绿化的影响数据在研究中的作用：论文类型：导师姓名：
2	2025/12/23 00:02	she*******chen	用于项目申请的一个地图展示，需要使用到这个活动层的底图
3	2025/12/17 01:39	孙*	研究冻土活动层数据，得到区域变化率分布图
4	2025/12/12 22:55	马*清	论文题目：待定数据在研究中的作用：分析北半球冻土变化论文类型：科研论文导师姓名：裴万胜
5	2025/12/11 19:12	张*玥	Paper title：气候变化背景下青藏高原山洪灾害时空演变规律及影响因子研究 Paper abstract：青藏高原独特的地理环境和复杂的气候条件使得该地区山洪灾害频发，气候变化背景下灾害风险加剧。然而，现有关于青藏高原山洪灾害的研究存在诸多不足：一方面，研究多集中在高原内部分重点区域，缺乏对整体时空分布特征的系统研究；另一方面，影响因子体系构建主观、不全面，对于时空异质性的考虑不足，导致关键影响因子尚不明晰，且难以整合和比较不同区域的定量研究结果。因此，亟需加强针对青藏高原历史山洪灾害时空演变特征及其可能成因的系统研究，为科学管理和有效应对灾害风险提供重要参考。 Paper type：硕士论文 Tutor：唐寅具体的研究方向为青藏高原山洪灾害的变化及影响因素，数据在研究中的作用为辅助说明气候变化通过冰冻圈要素的变化间接对山洪灾害发生的水文环境产生影响。
6	2025/12/09 00:37	刘*	我因参与 “气候变暖对大兴安岭冻土区森林土壤有机碳循环的影响及其微生物机制” 的项目研究，需申请所列数据集：借助 “北半球长时间序列公里级年平均地温数据集（1850-2100 年）”，可分析大兴安岭区域地温的长期变化趋势，明确气候变暖对地温的驱动效应；通过 “中国 1:1000 万冻土区划及类型图”，能精准定位大兴安岭冻土分布范围与类型，为碳循环研究划定核心区域；利用 “北半球长时间序列公里级活动层厚度数据集（1850-2100 年）”，可探究气候变暖下大兴安岭冻土活动层厚度的动态变化，这是冻土碳释放的关键影响因子之一；依托 “中国多年冻土分布图（第二版）”，能获取大兴安岭多年冻土的精准分布信息，为碳循环过程的空间分异分析提供基础数据支撑。这些数据将助力解析气候变暖背景下大兴安岭冻土区碳循环的响应规律，支撑项目的科学研究工作。本项目后续产出的研究成果（包括论文、报告等），将按规范引用上述数据集。
7	2025/12/07 02:05	谭*玟	论文题目：基于SBAS-InSAR技术的藏西南铁路廊道多年冻土监测与活动层厚度反演数据在研究中的作用：数据验证论文类型：硕士论文导师姓名：刘国祥
8	2025/12/06 00:44	方*玲	Paper title：高纬度冻土区生态脆弱性研究 Paper abstract：用于评估生态脆弱性，作为其中一个指标 Paper type：硕士论文 Tutor：庞小平
9	2025/11/21 23:59	安*怡	想要借用该数据学习有关冻土的一些指标，更深刻的理解一个区域的冻土发展
10	2025/11/14 03:01	尉*姣	Paper title：北半球多年冻土活动层厚度时空制图与不确定性评估 Paper type：博士论文 Tutor：陈奕云