Programmes de recherche > En cours > Ecosystems - Snow - ClimAte - PErmafrost feedbacks

Retour à la liste

Ecosystems - Snow - ClimAte - PErmafrost feedbacks

Acronyme
ESCAPE-Arctic

Référence
1042

Domaine de recherche
Glaces et climat

Région
Arctique

Canada

Site
http://www.takuvik.ulaval.ca/

Responsable du projet
Florent DOMINE

Date
En cours

Résumé

Le pergélisol affecte 20% des surfaces terrestres de l’hémisphère Nord. Sa fonte causée par le réchauffement global pourrait libérer des dizaines de Pg de carbone sous forme de CO2 et CH4 dans l’atmosphère, représentant une rétroaction positive majeure au réchauffement climatique. La fonte du pergélisol impacte aussi les communautés nordiques et le développement de l’Arctique.
La neige est un acteur majeur dans le bilan énergétique du pergélisol car elle agit comme une couche isolante qui limite le refroidissement hivernal du sol. La conductivité thermique de la neige est très dépendante du type de couvert végétal et du climat, de sorte qu’il existe des rétroactions fortes entre végétation, climat, neige et pergélisol. Le but de ce projet est de mesurer en continu la conductivité thermique de la neige et de la couche superficielle du sol sur différents sites nordiques afin de fournir les données pour quantifier ces rétroactions dans des modèles de neige et de surfaces continentales.

Campagne 2012

Année 1/4

Des instruments destinés à mesurer en continu les profils verticaux de conductivité thermique et de température de la neige seront déployés à Umiujaq, un site du Nord Québec (Nunavik) où coexistent toundra et taïga. Un voyage exploratoire aura lieu en février-mars 2012 pour un examen préliminaire des relations entre végétation et propriétés physiques de la neige, et étudier la répartition des hauteurs de neige afin d’optimiser ultérieurement le positionnement vertical de nos capteurs. En septembre-octobre 2012, un voyage avec une spécialiste de la végétation arctique permettra de sélectionner les 2 sites où seront positionnées nos stations, qui mesureront les propriétés thermiques de la neige et du sol superficiel pendant tout l’hiver. Durant ce voyage, nous sélectionnerons également 10 sites représentatifs de la végétation à Umiujaq, où nous ferons des mesures ponctuelles sur la neige en mars 2013 (2ème année).

Abstract

Permafrost covers over 20% of land masses in the Northern hemisphere. Its thawing due to global warming could release tens of Pg of carbon in the form of CO2 and CH4 to the atmosphere, representing a major positive feedback to warming. Permafrost thawing also impacts Northern communities and on the development of the Arctic.
The snow cover is a major factor in the energy budget of permafrost, because it acts as an insulating layer that limits winter ground cooling. The thermal conductivity of the snow is highly dependent on climate and vegetation, so that there exists strong feedbacks between vegetation, snow, climate and permafrost. The purpose of this project is to perform continuous measurements of the thermal conductivity of the snow and the surface soil layer at different Nordic sites to provide data to quantify these feedbacks using snow and land surface models.

Campaign 2012

Year 1/4

With regards to field measurements, ESCAPE is largely devoted to acquiring data on the thermal conductivity of snow and of the surface soil layer at sites covered by different vegetation types, in order to understand snow-vegetation interactions and their impact on the thermal budget of permafrost and on climate. The data obtained will serve to develop the next generation of snow physics models, which will subsequently be coupled to land surface models and to general circulation models. Model test runs will require data other than snow thermal conductivity, and we therefore also acquire data on snow temperature and density, and on the temperature and thermal conductivity of top soil or vegetation mat.
The first year (2012) will be mostly preparation and site exploration. Our work will take place at Umiujaq, in Northern Quebec (Nunavik), a site where various types of tundras (dry, wet, with shrubs of various heights) coexist with taiga and where permafrost is present, although in a discontinuous manner. In February-March 2012, a first exploratory trip will be made to observe snow distribution and depth as a function of topography and vegetation. This is essential to position our sensors at adequate heights. Vertical profiles of snow density, specific surface area and thermal conductivity will be performed at about 10 sites with different snow characteristics, to produce a first overview of snow properties and spatial distribution, and to establish a preliminary relationship to vegetation.
In September or October 2012, another trip will be made with one person from the group of Esther Levesque, an Arctic vegetation expert, professor at the University of Quebec at Trois-Rivieres. Esther is already familiar with vegetation types around Umiujaq. We will perform a vegetation survey and locate spots with characteristic and representative vegetation assemblages ranging from grass tundra to taiga. Using also observations from our previous winter trip, we will select (a) 2 sites where our snow and permafrost monitoring stations will be placed, to log data throughout the upcoming snow season (2012-2013 winter); (b) about 10 sites where point measurements of snow properties will be made in March 2013 (year 2). During that trip, we will also set up the monitoring stations at the sites selected and fence them off to protect them from wildlife.

.