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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 2015

L’objectif général du programme est d’obtenir des données sur la physique de la neige et du pergélisol afin de mieux comprendre les interactions climat-végétation-neige-pergélisol. Ces données seront intégrées dans des modèles de physique de la neige et de surfaces continentales afin d’améliorer notre compréhension de l’évolution du pergélisol dans le contexte actuel de réchauffement. En 2015, dernière année du programme, nous assurerons la maintanance et l’amélioration des 4 stations de mesures déployées au cours de ce programme, afin d’en préparer la pérennité, qui permettra d’obtenir de longues séries temporelles de mesures. Nous poursuivrons nos mesures sur les interactions neige-végétation-pergélisol en étudiant le détail des divers processus impliqués dans les échanges énergétiques. Nous receuillerons des données permettant la modélisation de ces interactions et la quantification des diverses retroactions.

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 2015

Here, give a brief reminder of the full proposal objectives to be implemented this coming season, including a short description of the operation

The main goal of the program is to understand the relationships between climate, vegetation, snow physical properties, and the energy budget of permafrost. We hope to contribute to the quantification of feedbacks between these four topics and be able to model all these interactions to improve our prediction of the rate of permafrost thawing. The initial hypotheses were:

  1. Vegetation traps snow by lowering wind speed and protecting it from wind erosion.
  2. The thermal conductivity of snow is lower in shrubs than in open tundra because it does not get wind-compacted there.
  3. Therefore the thermal resistance of the snowpack increases with increasing vegetation height, and vegetation height is a good proxy for ground temperature in winter.
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