【数据分享】全球10km²以上湖泊水位-水量变化数据集（2003-2020）

湖泊是地球表层主要淡水资源库，在维持生态系统稳定性和人类社会可持续性发展方面发挥着重要作用。在气候变化和人类活动影响日益增强的背景下，全球湖泊水文情势多变、服务功能减弱，但缺少长期系统的水文观测资料，制约了水储量及其变化的定量评估，因此对于时空分异特征规律认识尚存在不足。近日，国家地球系统科学数据中心生产发布了全球10km²以上湖泊水位-水量变化数据集（2003-2020），弥补了全球水储量变化定量研究的不足。该数据由国家地球系统科学数据中心参建单位湖泊-流域分中心协助整编了该数据集产品。目前数据已在国家地球系统科学数据中心及参建单位湖泊-流域分中心网站（lake.geodata.cn）发布并在线共享，欢迎相关研究人员下载使用。

中国科学院南京地理与湖泊研究所宋春桥研究员团队，首次联合激光测高卫星ICESat及其第二代卫星ICESat-2形成长时序高程观测资料，对全球10km²以上的自然湖泊水位-水量在近二十年（2003-2020）变化特征开展了定量研究，并分析了21世纪以来全球湖泊水文变化的空间格局。研究发现：两代测高卫星能监测到约6500个湖泊（>10km²）水位-水量变化，被观测到的湖泊其总水量占全球湖泊总水量的94%。其中，约54%数量的湖泊水位在2003-2020年时期变化趋势显著（p<0.05），水位变化趋势明显的湖泊中有80%呈上升趋势。被观测湖泊在2003-2020年以总水量10.88 ±16.45 Gt/yr的变化速率增长。通过将被观测湖泊水位变化速率面积加权外推到同一流域其他未被观测湖泊，估算出全球约14700个自然湖泊（>10km²）水量在研究时段内以16.12±20.41 Gt/yr的变化速率增长。其中，青藏高原内流区、北美五大湖地区、东非的大裂谷、北欧以及亚马逊河流域湖泊群是水量增加最为显著的地区，这五个地区的水量增加总和占被观测湖泊水量总和的60%。尽管全球大部分湖泊其水位变化在研究时段呈不同程度上升状态，但位于干旱/半干旱和高需水压力地区的许多湖泊仍出现水位显著下降、水量严重损失的情况。在未来气候持续变暖以及人类社会经济发展的用水需求增加的情景下，如果缺乏对湖泊水资源的进一步保护政策和行动，这些处于萎缩的湖泊会更加干涸。上述研究成果发表于地球科学领域权威期刊Geophysical Research Letters（Nature index期刊）

该数据集包含了全球10km²以上约14700个自然湖泊在2003-2020年间水位-水量变化空间分布情况，含有湖泊面积、水位变化、水量变化、被测高卫星监测次数等属性信息；数据集共采用和处理了ICESat/ICESat-2两代激光测高卫星原始数据总量56GB，ICESat和ICESat-2两颗卫星同时可以监测全球约6500个湖泊(>10km²)的水位和水量变化，观测湖泊的总水量占全球湖泊总水量的94%。

该数据集的自然湖泊水体范围基于全球地表水体数据集（Global Surface Water）中最大水体范围数据提取，并结合全球湖泊分布数据集（HydroLAKES）等对湖泊边界进行人工确认以及修正。首次利用了ICESat/ICESat-2两代激光测高卫星2003-2020年长时间序列观测数据，获取湖泊长时序水位数据，并通过稳健拟合方法（Holland, P. W., and R. E. Welsch (1977), ROBUST REGRESSION USING ITERATIVELY RE-WEIGHTED LEAST-SQUARES) 得到近20年来的水位变化速率，结合研究期内湖泊平均面积，获得近20年来湖泊水量变化速率。

全球水位水量变化速率图

数据链接：

http://lake.geodata.cn/data/datadetails.html?dataguid=256740675823281
论文信息：Luo S, Song C, Ke L, et al. Satellite laser altimetry reveals a net water mass gain in global lakes with spatial heterogeneity in the early 21st century[J]. Geophysical Research Letters, 2022, 49(3): e2021GL096676.论文链接：https://doi.org/10.1029/2021GL096676

转自：技术科研吧

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