Teddi Herring‘s article “Best practices for using electrical resistivity tomography to investigate permafrost” was in the top 10 most cited articles published by PPP in 2023!
The Open access article is available here: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/ppp.2207
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
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:
This research was enabled in part by support provided by Compute Ontario et du Digital Research Alliance of Canada.
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.
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.
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.
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 :
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
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.
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.
Une étude récente de Teddi Herring suggère des moyens d'améliorer la façon dont la tomographie par résistivité électrique (Electrical Resistivity Tomography ou ERT) est utilisée pour le pergélisol et met en évidence les progrès récents dans cette approche. L'ERT est une technique extrêmement utile pour étudier le pergélisol, car elle nous permet de connaître la profondeur de la couche de pergélisol et d'identifier les zones contenant de la glace.
Le nombre de publications d'études utilisant l'ERT pour analyser le pergélisol a été multiplié par 10 au cours des 20 dernières années, et bien que des défis demeurent et qu'il n'existe pas encore de « meilleure façon » unique de le faire, l'étude formule des recommandations pour mener des études ERT afin de maximiser l’utilité des données existantes et futures.
Herring T, Lewkowicz AG, Hauck C, et al. Best practices for using electrical resistivity tomography to investigate permafrost. Permafrost and Periglac Process. 2023; 34(4): 494-512. doi:10.1002/ppp.2207
