Simuler les impacts des tempêtes de verglas sur les écosystèmes forestiers

Les tempêtes de verglas sont difficiles à étudier parce qu’il est difficile de prévoir quand et où elles se produiront. Ce protocole décrit une nouvelle méthode pour simuler les tempêtes de verglas naturelles. L’approche expérimentale décrite offre l’avantage d’un contrôle sur le moment et la quantité de glace appliqués, ce qui permet de créer des tempêtes de verglas de fréquence et d’intensité différentes.

Nous avons testé cette méthode dans un écosystème forestier, mais elle peut également être appliquée de différentes façons, par exemple pour évaluer les impacts des charges de glace sur les lignes de services publics et d’autres infrastructures. Choisissez un endroit dans une zone où il y a accès à une source d’eau pendant l’hiver, en vous assurant que l’approvisionnement en eau est adéquat pour l’application de la glace en fonction du taux de pompe et d’autres facteurs tels que le diamètre du tuyau, la longueur du tuyau, la buse utilisée et la pression de l’eau. Installez une pompe d’alimentation à la source d’eau et connectez un tuyau d’aspiration.

Connectez ensuite une passoire à l’extrémité du tuyau d’aspiration pour empêcher les débris d’entrer dans les lignes. Percer n’importe quelle glace de surface et submerger complètement la passoire. La profondeur minimale de l’approvisionnement en eau devrait être d’environ 20 centimètres.

Placez une pompe d’appoint dans le lit du véhicule utilitaire pour améliorer la pression de l’eau. Dans certains cas, une pompe d’appoint peut ne pas être nécessaire, en particulier pour la végétation de faible taille. Exécutez un tuyau de lutte contre l’incendie de la pompe d’alimentation à la pompe d’appoint.

Utilisez un moniteur de lutte contre l’incendie monté à l’arrière d’un véhicule utilitaire pour permettre un contrôle manuel sécuritaire sur le tuyau à haute pression. Le moniteur peut également être autoportant. Prenez soin d’éviter les interruptions de l’écoulement de l’eau, comme les plis dans le tuyau, l’eau puiser à la source d’approvisionnement ou à court d’essence pour les pompes.

Créer de la glace en pulvérisant l’eau verticalement à travers les lacunes de la canopée. Assurez-vous que l’eau s’étend au-dessus de la hauteur de la canopée afin qu’elle se dépose verticalement et gèle au contact des surfaces sous-gelées. Évitez de décapiter les branches et l’écorce des arbres pendant la pulvérisation.

Répartir uniformément le jet sur la canopée forestière en conduisant lentement le véhicule utilitaire d’avant en arrière le long du bord de la zone d’application. Si des moniteurs autoportants sont utilisés, déplacez-les manuellement pour vous assurer que la couverture est même. Effectuer des mesures de l’étrier au sol de l’épaisseur de la glace radiale sur les branches ou les brindilles de niveau inférieur près du bord de la zone d’application afin de surveiller l’accumulation de glace et de déterminer quand l’épaisseur de la cible a été atteinte.

Obtenez des estimations plus précises de l’accumulation de glace auprès des collecteurs de glace passifs après l’application. Les collecteurs de glace passifs sont construits à partir de 30 par 2,54 centimètres de chevilles reliées à un connecteur en acier à six sens. Pour mesurer l’accrétion de glace, utilisez un poids de jet d’arboriste pour enfiler un cordon de parachute au-dessus de branches robustes qui peuvent résister à la charge de glace.

Fixez les collecteurs de glace passifs au cordon et soulevez-les dans la canopée. Une fois l’application terminée, abaissez les collecteurs au sol, en prenant soin de ne pas perdre de glace du collecteur. Effectuer des mesures verticales et horizontales de l’épaisseur de la glace avec des étriers à plusieurs endroits sur le collecteur avant et immédiatement après l’application de la glace.

Pour déterminer l’épaisseur de la glace avec la méthode du volume d’eau, utilisez une scie réciproque pour couper chaque cheville. Après avoir apporté les chevilles à un bâtiment chauffé et la fonte de la glace mesurer le volume de l’eau de fonte avec un cylindre gradué. Une simulation de tempête de verglas a été effectuée dans un stand forestier vieux de 70 à 100 ans à la forêt expérimentale de Hubbard Brook, dans le centre du New Hampshire.

L’accumulation de glace a été mesurée sur des collecteurs de glace passifs à l’aide d’un étrier et de méthodes de volume d’eau. L’accumulation moyenne de glace chez les collecteurs individuels a indiqué une forte relation positive entre les méthodes de mesure du volume d’étrier et de l’eau. Les mesures utilisant la méthode du volume d’eau dépassaient les mesures selon la méthode de l’étrier lorsqu’il y avait plus de huit millimètres de glace.

Il y avait une relation positive significative entre le temps de pulvérisation et l’accrétion de glace mesurée avec la méthode du volume d’eau et la méthode de l’étrier. Le taux moyen d’accumulation de glace varierait de 1,4 à 4,2 millimètres par heure sur les parcelles. Il y avait une relation inverse marginalement significative entre la température de l’air et l’accumulation de glace mesurée avec la méthode du volume d’eau et aucune relation significative avec la méthode de l’étrier.

Les données sur la couverture de la canopée n’ont montré aucune différence significative dans les enquêtes préalables au traitement. Attendu que les relevés post-traitement indiquent des diminutions significatives de la couverture de canopée dans le traitement à mi-glace, le traitement mi-glace qui a été pulvérisé deux fois et le traitement à haute glace par rapport à la lutte. Les effets des tempêtes de verglas simulées sur la température du sol de surface ont été évalués au cours de l’échantillonnage.

Sols dans les parcelles traitées où sensiblement plus chaud que les parcelles de contrôle aux deux profondeurs où les trois niveaux évalués. Avec cette méthode, il est important que le jet atteigne au-dessus des arbres les plus hauts et que l’eau soit répartie uniformément sur la canopée de la forêt. La technique de simulation des tempêtes de verglas a permis d’identifier les seuils critiques dans les écosystèmes forestiers, ce qui est important pour prévoir et se préparer aux impacts des tempêtes de verglas.