我国发布全球高精度冻融数据集 助力冻土监测与可持续发展

近日,我国科研团队联合国内外多家科研机构,在冻土遥感监测领域取得突破性进展,成功研制并发布全球高精度长时序冻融数据集,实现了对全球尤其是青藏高原地区冻融过程的连续、精细、长时序观测,为深入研究冻土变化及其对地球系统的影响提供了关键数据支撑,彰显我国在冻土遥感监测领域的科研实力。

土壤冻融是土壤水分随温度变化在固态冰与液态水之间反复转换的相变过程,被形象称为地球表层的“呼吸”,深刻影响地球表层能量平衡、水循环和碳通量,且具有“记忆效应”,会通过改变土壤热传导和水文特性,对生态环境产生持续作用。长期以来,受观测技术和算法性能限制,全球及区域尺度的冻融动态精细监测一直是科研领域的难题,此次发布的数据集成功破解这一困境,填补了相关领域的技术空白。

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该数据集包含两部分,覆盖范围广、时间跨度长、精度高。其中,全球近地表土壤冻融数据集时间跨度为2002年至2023年,空间分辨率约5公里,可清晰呈现全球陆地土壤冻结与消融的动态变化;青藏高原近地表土壤冻融数据集时间跨度延伸至1979年,为青藏高原近半个世纪的冻融演变留存了高一致性的历史档案,后续还将持续更新迭代,保障数据的时效性与应用价值。

作为“亚洲水塔”,青藏高原的冻土稳定性直接影响亚洲多条大江大河的水源涵养与释放节奏。基于该数据集的分析显示,自1988年以来,青藏高原地表冻结日数呈明显减少趋势,且高海拔地区、多年冻土区的变化更为显著,这种“冻结推迟、冻期缩短”的特征,为评估寒区水资源演变趋势、预警供水风险提供了科学依据。

该数据集的应用价值广泛覆盖生态、农业、工程等多个领域。在农业与生态领域,它如同调控物候的“隐形开关”,相关数据分析可为预测农业气候适宜性、评估生态物候变化、指导农业生产提供支撑;在生态保护方面,数据集清晰呈现了青藏高原冻融侵蚀高风险区域分布,为精准制定冻融侵蚀防治措施、落实高寒地区生态保护要求提供科学支撑。

在工程建设领域,冻土地区的重大基础设施建设需应对冻融循环引发的冻胀与融沉挑战,该数据集83.78%的总体精度,可有效界定冻土分布范围、识别工程敏感地带,为青藏高原及类似区域的道路、铁路、管道等重大工程选址、设计和长期运维提供基础数据,助力破解冻土区工程建设的国际难题。

目前,该数据集已面向全球科研用户开放共享,不仅为我国应对气候变化、保障区域可持续发展提供坚实数据支撑,也为全球冻土研究贡献中国力量,推动全球冻土监测与研究领域的协同发展,彰显我国在全球生态环境治理中的责任与担当。