Das Oberflächenfrost-Tau-Phänomen ist eine wichtige Variable in Systemen wie dem Wasserkreislauf und dem Kohlenstoffkreislauf. Die genaue Erfassung des Zustands des Oberflächenfrost-Tau und seiner zeitlich-räumlichen Veränderungen ist für Forschungen zu hydrologischen Prozessen, Klimawandel, Ökologie usw. von großer Bedeutung. Bestehende Frost-Tau-Produkte zeigen in großen Gebieten mit komplexem Gelände, Klima und Bodenbedingungen eine instabile Leistung, und die Genauigkeit genügt bisher nicht den praktischen Anforderungen. Daher wurden im Hinblick auf die bestehenden Probleme bei Frost-Tau-Produkten in dieser Studie neu kalibrierte Mikrowellen-Bildgebungsdaten von Fengyun 3B (FY-3B) und Fengyun 3D (FY-3D) verwendet. Als Hauptalgorithmus dient ein dynamischer Frost-Tau-Discriminant-Algorithmus, der aus einer Kombination eines Kantenerkennungsalgorithmus und eines Frost-Tau-Discriminant-Algorithmus entwickelt wurde, und als Hilfsalgorithmus wird ein saisonaler Schwellenwertalgorithmus angewendet. Ein Datensatz zum Zustand des Oberflächenfrost-Tau in China für den Zeitraum 2010 bis 2021 wurde erstellt, und die Gesamtkorrektheit des Datensatzes wurde anhand von gemessenen Bodentemperaturdaten in 5 cm Tiefe von Bodenbeobachtungsstationen überprüft, die auf dem Tibet-Plateau, im Nordosten entlang des Genhe-Flusses und in der Region Saihanba in Nordchina verteilt sind. Die Validierungsergebnisse zeigen, dass der in dieser Studie erzeugte Datensatz in verschiedenen Jahreszeiten und Klimazonen eine stabile Genauigkeit aufweist, mit einer Gesamtkorrektheit von über 86 %. Basierend auf der umfassenden Validierung des Datensatzes wurde eine Analyse der zeitlichen und räumlichen Veränderungen des Oberflächenfrost-Tau in China über zehn Jahre (2011–2020) durchgeführt und die Korrelation zwischen den Veränderungen des Frost-Tau-Zustands und der Netto-Primärproduktivität (NPP) sowie der Brutto-Primärproduktivität (GPP) der Vegetation untersucht. Die Ergebnisse zeigen, dass NPP und GPP negativ mit dem ersten jährlichen Auftau-Tag und der Anzahl der jährlichen Frost-Tage korrelieren, wobei die Bestimmtheitsmaße zwischen 0,52 und 0,72 liegen; je früher der Auftau-Beginn, desto weniger Frost-Tage im Jahr und desto höher sind die jährlichen NPP- und GPP-Werte der Vegetation, was darauf hinweist, dass dieser Datensatz ein gewisses Potenzial zur Bewertung der Kohlenstoffspeicherung von Pflanzenökosystemen und des Klimawandels besitzt. Darüber hinaus kann der in dieser Studie erstellte Datensatz hochpräzise Daten zum Oberflächenfrost-Tau für großflächige Studien zur Bodenerosion, zum Klimawandel, zu hydrologischen Prozessen und anderen Forschungsfeldern liefern. Der Datensatz wird im H5-Dateiformat gespeichert, der Download-Pfad lautet DOI:10.11888/Cryos.tpdc.300445.

Datensatz zum Oberflächenfrost-Tau; FY-3B; FY-3D; Mikrowellenbildgebung; dynamischer Frost-Tau-Discriminant-Algorithmus