Blog Archives – PermafrostNet

Investigating the controls of ice-wedge initiation and growth using XFEM

A study of how climate, soil type and water saturation affect ice-wedge cracks

A new study by Gabriel Karam et al asks, how do climate and soil control the ice-wedge formation process?

Answering these questions can further our understanding of wedge-ice volume and distribution.

Ice-wedges are periglacial landforms that develop as a result of thermal contraction-cracking in continuous permafrost regions, which appear as polygonal networks on the ground surface. Given their complex thermo- mechanical loading history, very few related numerical models have so far been developed. This study developed a new climate-driven model to show the fractures in soil that develop from thermal contraction in winter. The range of model results indicate how climate, soil type and water saturation of the soil affect the spacing, depth, and width of ice-wedge cracks. Estimating ice-wedge depth can help us make informed volume calculations which are otherwise difficult to measure in the field.

Karam, G., Pouragha, M. and Gruber, S. (2024). Investigating the controls of ice-wedge initiation and growth using XFEM, Computers and Geotechnics, Volume 173, DOI: 10.1016/j.compgeo.2024.106549

A typical simulation result showing multiple cracks.

By Tristan MacLean, 5 moisjuillet 10, 2024 ago

A prototype field-to-publication data system for a multi-variable permafrost observation network.

Blog post by Nick Brown, NSERC PermafrostNet Data Scientist

Analysis and prediction of permafrost change are hampered by lack of observational data. In collaboration with Stephan Gruber, Peter Pulsifer, and Amos Hayes, we developed a permafrost data management system to support permafrost observation networks that involve many different kinds of permafrost data.

We identify five broad challenges for permafrost data management and publication: (1) existing data management strategies do not scale well, (2) data users have different skills and needs, (3) permafrost data are varied, (4) resources for permafrost data management are limited, and (5) existing permafrost data sources are difficult to integrate. Our prototype system supports a permafrost data workflow from observation to the distribution of interoperable data. The system simplifies data publication and management, although we identify and discuss several hurdles in adapting the CF conventions and ERDDAP for permafrost data. Our learning can inform organizations who collect, manage, or distribute permafrost data or those who manage large observation networks.

In summary:

Five broad challenges limit permafrost data management and publication.
We frame these challenges as requirements, and identify similarities with the FAIR principles.
We developed a prototype a permafrost data system to support field-to-publication workflows.
In this project, we use an “adopt and adapt” approach for standards and software.
Our data system supports more FAIR permafrost data.

Nicholas Brown, Stephan Gruber, Peter Pulsifer, Amos Hayes, A prototype field-to-publication data system for a multi-variable permafrost observation network, Environmental Modelling & Software, Volume 175, 2024, 106006, ISSN 1364-8152, doi:10.1016/j.envsoft.2024.106006

This research was enabled in part by support provided by Compute Ontario et du Digital Research Alliance of Canada.

By nick brown, 8 moismars 25, 2024 ago

Enregistrement et résumé AI de la Conférence sur la politique scientifique canadienne 2023

A Vision for Permafrost Knowledge in Canada: From Strategy to Action

Permafrost Pathways et le PermafrostNet CRSNG ont organisé des tables rondes distinctes lors de la conférence 2022 du Centre canadien de la politique scientifique (CCPS). Cela a conduit à une collaboration pour organiser un panel unique pour la conférence du CCPS 2023 afin de faire avancer les discussions commencées en 2022, intitulée : A Vision for Permafrost Knowledge in Canada: From Strategy to Actionqui s'est tenue le lundi 13 novembre. Les panélistes comprenaient : John Holdren (Arctic Initiative, Harvard Kennedy School), Marc D'Iorio (SMA Sciences, ECCC), Sara Brown (Association des communautés des Territoires du Nord-Ouest) et Stephan Gruber (PermafrostNet CRSNG), sous la présidence de Janet King, présidente du conseil d'administration. Janet King moderating.

To enable more in-depth discussions and strategizing, Jennifer Spence (Carleton University; Arctic Initiative, Harvard Kennedy School) and Janet King organized a workshop that followed the panel titled: Advancing Canada’s role as a leader in permafrost knowledge and policy. The workshop featured representatives of ITK, NWT Association of Communities, ECCC, the federal government’s Working Group on permafrost, Polar Knowledge Canada, the Geological Survey of Canada, the NWT Geological Survey, the Canadian Permafrost Association, NSERC PermafrostNet, Permafrost Pathways, ArcticNet, Woodwell Climate Research Centre, and the Cascade Institute.

Vous pouvez maintenant lire tous les détails du panel, obtenir un résumé AI de la discussion et écouter l'enregistrement audio du symposium sur le site web CSPC webpage for the session.

By Tristan MacLean, 9 moismars 21, 2024 ago

Bulletin De PermafrostNet CRSNG - Hiver 2024

L'édition d'hiver 2024 de notre lettre d'information est désormais disponible en français et en anglais.

Ce numéro présente les événements récents et à venir, des détails sur le soutien aux assistants de recherche nordique et partage les publications récentes du réseau que vous avez peut-être manquées. En novembre dernier, le réseau s'est réuni pour sa cinquième assemblée générale annuelle. Des photos, des affiches, des présentations et d'autres détails de l'événement sont disponibles sur notre site web, où vous pouvez également télécharger un rapport complet sur la réunion.

Lire le bulletin d'information ici.

By Tristan MacLean, 9 moismars 19, 2024 ago

The study area showing the Hudson Bay Railway extending from Churchill to The Pas, Manitoba.

A study of thermal modeling parameters and their impact on modelled permafrost responses to climate warming

Une étude par Khatereh Roghangar et Jocelyn Hayley a évalué les effets des paramètres de modélisation thermique sur la réponse du pergélisol au réchauffement climatique. Ils ont analysé comment les variations de profondeur, de teneur en eau et de type de sol affectent les prévisions des profondeurs futures des couches actives et du tassement selon divers scénarios climatiques en utilisant les caractéristiques du sol le long du corridor ferroviaire de la baie d'Hudson.

Les résultats indiquent que, pour les sols à grains fins, la profondeur du modèle est un paramètre plus significatif que pour les sols à grains grossiers. La teneur en eau de tous les types de sol est un facteur essentiel pour déterminer le moment auquel le pergélisol dégèle et la profondeur à laquelle se situe la couche active, car une teneur en eau plus élevée entraîne des changements plus importants dans la couche active et un tassement plus important dans la plupart des cas. Ces découvertes ont des implications importantes pour la gestion des infrastructures et de l’utilisation des terres dans la région arctique.

Roghangar, K. and Hayley, J.L. (2024). A study of thermal modeling parameters and their impact on modelled permafrost responses to climate warming. Cold Regions Science and Technology, 221, 104155, DOI: 10.1016/j.coldregions.2024.104155.

By Tristan MacLean, 9 moisfévrier 28, 2024 ago

Report on the 2023 NSERC PermafrostNet AGM

We hosted our fifth network Annual General Meeting (AGM) in Victoria, BC. The meeting was both in-person and virtual with keynote presentations on individual research projects, poster presentations, as well as updates on theme progress and synthesis products from the theme leaders.

The live-streamed presentation recordings can be viewed on our website and the posters, and pdfs of presentations, are available on the website here.

You can download and read the public meeting report here, while members can access the full network report in our members area.

By Tristan MacLean, 9 moisfévrier 21, 2024 ago

Non-destructive multi-sensor core logging allows for rapid imaging and estimation of frozen bulk density and volumetric ice content in permafrost cores.

Non-destructive multi-sensor core logging allows for rapid imaging and estimation of frozen bulk density and volumetric ice content in permafrost cores

Des recherches passionnantes dans le laboratoire scientifique Permafrost ArChivesPACS Labde l'Université de l'Alberta a démontré une nouvelle application de la diagraphie multicapteurs pour l'analyse des carottes de pergélisol.

Les mesures des propriétés physiques principales sont généralement destructrices et prennent beaucoup de temps.

L’enregistrement multicapteurs non destructif (non-destructive multi-sensor core logging ou MSCL) peut analyser efficacement des échantillons de pergélisol et fournir des informations à haute résolution sans ces problèmes. Cette nouvelle technique permet une imagerie rapide, une mesure de la densité apparente et une estimation de la teneur en glace des carottes de pergélisol. L'équipe a pu visualiser des cryostructures et estimer la densité apparente gelée, la susceptibilité magnétique et la teneur volumétrique en glace.

La nouvelle technique est décrite dans l'article publié dans la revue The Cryosphere by Duane Froese’s lab: Pumple, J., Monteath, A., Harvey, J., Roustaei, M., Alvarez, A., Buchanan, C., and Froese, D.: Non-destructive multi-sensor core logging allows for rapid imaging and estimation of frozen bulk density and volumetric ice content in permafrost cores, The Cryosphere, 18, 489–503, https://doi.org/10.5194/tc-18-489-2024, 2024.

By Tristan MacLean, 10 moisfévrier 2, 2024 ago

Performance of climate projections for Yukon and adjacent Northwest Territories.

La conception des infrastructures sur le pergélisol doit tenir compte des impacts du changement climatique sur la stabilité du sol. Alors que des lignes directrices comme la CSA PLUS 4011:19 fournissent un cadre, le choix de scénarios climatiques appropriés reste un défi.

L'étude par Astrid Schetselaar, Trevor Anderson et Chris Burn révèle que le réchauffement observé au Yukon et dans les Territoires du Nord-Ouest (1991 à 2020) correspond aux projections climatiques extrêmes réalisées en 2003 pour le projet gazier Mackenzie.

Points clés à retenir pour les développeurs :

Envisagez d’adopter des scénarios de changement climatique plus agressifs lors de la conception des fondations du pergélisol, car ces projections sont plus précises.
Le pergélisol proche de la surface dans les parties méridionales de la région pourrait devenir insoutenable. Des études approfondies du site pour détecter les sols stables au dégel sont cruciales.
La hausse des températures hivernales signifie que l'efficacité opérationnelle des thermosiphons, utilisés pour refroidir les fondations, pourrait être entravée. Sur les sites où la préservation du sol gelé est essentielle à l’intégrité des infrastructures, le nombre de thermosiphons requis peut devoir augmenter.

Schetselaar, A.B., Andersen, T.S., and Burn, C.R. 2023. Performance of climate projections for Yukon and adjacent Northwest Territories, 1991-2020. Arctic, 76(3). doi: 10.14430/arctic77263

By Tristan MacLean, 12 moisDécembre 19, 2023 ago

Transfert des connaissances sur la cryosphère entre les montagnes au niveau mondial : Une étude de cas des montagnes de l’Ouest canadien, des Alpes européennes et des Scandes

La plupart des recherches sur le pergélisol de montagne se sont concentrées sur la petite zone des Alpes européennes. Cela nous amène à la question suivante : pouvez-vous transférer les connaissances sur la cryosphère des Scandes et des Alpes au Canada?

Emilie Stewart-Jonesa développé une méthode permettant de comparer les climats régionaux à une échelle grossière afin de mettre en évidence les similarités et les différences. Son articleTransfert des connaissances sur la cryosphère entre les montagnes au niveau mondial : Une étude de cas des montagnes de l’Ouest canadien, des Alpes européennes et des Scandespublié dans le Journal of Alpine Research en novembre peut désormais répondre à la question de savoir si nous pouvons transférer nos connaissances sur le pergélisol d'une région à une autre.

By Tristan MacLean, 1 annéenovembre 2, 2023 ago

Identifying active retrogressive thaw slumps from ArcticDEM

L’ampleur du dégel du pergélisol dans la région panArctique reste inconnue, mais la télédétection, l’apprentissage profond et le « crowdsourcing » aident à cartographier la dégradation du pergélisol dans le paysage.

L'étude récente de Huang et al fournit des données et sert à dresser un inventaire mondial et à mieux comprendre le dégel du pergélisol dans la région panarctique grâce à la télédétection à très haute résolution. Cette approche pourrait conduire à un inventaire mondial des effondrements régressifs liés au dégel.

Lingcao Huang, Michael J. Willis, Guiye Li, Trevor C. Lantz, Kevin Schaefer, Elizabeth Wig, Guofeng Cao, Kristy F. Tiampo, Identifying active retrogressive thaw slumps from ArcticDEM, ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing, Volume 205, 2023, Pages 301-316, ISSN 0924-2716.

By Tristan MacLean, 1 annéeoctobre 20, 2023 ago

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