Relations between air and surface temperature in discontinuous permafrost terrain near Mayo, Yukon Territory

ISSN： 1480-3313

Source： Canadian Journal of Earth Sciences, Vol.41, Iss.12, 2004-12, pp. : 1437-1451

Disclaimer: Any content in publications that violate the sovereignty, the constitution or regulations of the PRC is not accepted or approved by CNPIEC.

Previous Menu Next

Abstract

The association of site characteristics with the n-factor, a ratio of air to ground surface temperature, was investigated at five sites in the boreal forest near Mayo, Yukon Territory. Permafrost was in equilibrium with surface conditions at three sites, was degrading at another, and was absent from the fifth. Air and near-surface ground temperatures were recorded by data loggers between September 2000 and April 2002, and mean daily temperatures were accumulated to calculate n-factors for the freezing (n_f) and thawing (n_t) seasons. Air temperature did not vary between the sites, so inter-site differences in n_f and n_t were because of variations in surface temperature. Variations in n_f between the sites over the two winters were primarily because of differences in snow depth, but at sites with similar snow cover, the surface temperatures were relatively high when the site was underlain by unfrozen ground. During summer, daily mean surface temperatures were initially less than air temperatures. However, once the thawing front had penetrated below the depth of diurnal temperature fluctuation, the air and ground surface temperatures converged. Since the rate of thaw penetration is governed by soil thermal diffusivity, n_t varies directly with this property. These results indicate that subsurface conditions, particularly absolute temperature and ground thermal properties, exert considerable influence on n-factors, and, at the Mayo sites, the influence is greater than that of the vegetation.Le lien entre les caractéristiques d'un site et le facteur n, un rapport entre la température de l'air et celle à la surface du sol, a été étudié à cinq sites dans la forêt boréale à proximité de Mayo, Territoire du Yukon. Le pergélisol était en équilibre avec les conditions de surface à trois sites; il se dégradait à l'un des sites et était absent du cinquième site. Les températures de l'air et celles près de la surface du sol ont été recueilles par des enregistreurs chronologiques entre septembre 2000 et avril 2002; les températures moyennes journalières ont été recueillies pour calculer les facteurs n des saisons de gel (n_f) et de dégel (n_t). La température de l'air ne variant pas entre les sites, les différences inter-sites dans les facteurs n_f et n_t étaient donc dues à des variations de la température de la surface. Les variations de n_f entre les sites au cours des deux hivers étaient surtout dues aux différences de profondeur de la neige mais, aux sites ayant une couverture de neige semblable, les températures de surface étaient relativement élevées lorsque le sol sous la surface n'était pas gelé. Au cours de l'été, les températures moyennes quotidiennes à la surface étaient initialement moindres que les températures de l'air. Toutefois, une fois que le front de dégel avait pénétré à une profondeur inférieure à celle de la fluctuation de la température diurne, les températures de l'air et de la surface convergeaient. Étant donné que le taux de pénétration du gel est régi par la diffusivité thermique, n_t varie directement avec cette propriété. Ces résultats indiquent que les conditions sous la surface, en particulier la température absolue et les propriétés thermiques du sol, exercent une influence considérable sur les facteurs n et, qu'aux sites Mayo, cette influence est plus grande que celle de la végétation.[Traduit par la Rédaction]