Het simuleren van effecten van ijsstormen op bosecosystemen

IJsstormen zijn een uitdaging om te bestuderen omdat het moeilijk is om te voorspellen wanneer en waar ze zullen plaatsvinden. Dit protocol schetst een nieuwe methode voor het simuleren van natuurijs stormen. De beschreven experimentele aanpak biedt het voordeel van controle over de timing en hoeveelheid toegepast ijs, waardoor het mogelijk is om ijsstormen van verschillende frequentie en intensiteit te creëren.

We hebben deze methode getest in een bosecosysteem, maar het kan ook op verschillende manieren worden toegepast, zoals het evalueren van de effecten van ijsbelastingen op nutsleidingen en andere infrastructuur. Selecteer een locatie in een gebied waar in de winter toegang is tot een waterbron, zodat de watervoorziening geschikt is voor ijstoepassingen op basis van de pompsnelheid en andere factoren zoals de diameter van de slang, de lengte van de slang, het gebruikte mondstuk en de waterdruk. Zet een toevoerpomp in bij de waterbron en sluit een zuigslang aan.

Sluit vervolgens een zeef aan op het einde van de zuigslang om vuil uit de leidingen te houden. Breek door elk oppervlakteijs en dompelen de zeef volledig onder. De minimale diepte van de watervoorziening moet ongeveer 20 centimeter zijn.

Plaats een booster pomp in het bed van het utility task vehicle om de waterdruk te verbeteren. In sommige gevallen is een boosterpomp mogelijk niet nodig, vooral voor lage gestaltevegetatie. Voer een brandbestrijdingsslang uit van de aanvoerpomp naar de boosterpomp.

Gebruik een brandbestrijdingsmonitor die op de achterkant van een hulpprogramma-taakvoertuig is gemonteerd om een veilige handmatige controle over de hogedrukslang mogelijk te maken. De monitor kan ook vrijstaand zijn. Zorg ervoor dat onderbrekingen van de waterstroom, zoals knikken in de slang, water naar beneden halen bij de toevoerbron of opraken van benzine voor de pompen.

Creëer ijs door water verticaal door gaten in de luifel te spuiten. Zorg ervoor dat het water zich uitstrekt boven de hoogte van de luifel, zodat het verticaal afzettingen en bevriest bij contact met sub-bevriezing oppervlakken. Vermijd het strippen van takken en schors van bomen tijdens het spuiten.

Gelijkmatig verdelen spray over het bos luifel door langzaam rijden het nut taak voertuig heen en weer langs de rand van het toepassingsgebied. Als vrijstaande monitoren worden gebruikt, verplaatsen deze handmatig om ervoor te zorgen dat de dekking gelijk is. Maak op de grond gebaseerde remklauwmetingen van radiale ijsdikte op takken of takjes op een lager niveau in de buurt van de rand van het toepassingsgebied om de ijsversnelling te controleren en te bepalen wanneer de doeldikte is bereikt.

Verkrijg nauwkeurigere schattingen van ijsaangroei met passieve ijscollectoren na de toepassing. De passieve ijscollectoren zijn opgebouwd van 30 bij 2,54 centimeter deuvels verbonden met een zes-weg stalen connector. Om ijsversnelling te meten gebruik een boomverbrijf gooi gewicht om een parachute koord string over stevige takken die bestand zijn tegen de ijsbelasting.

Bevestig de passieve ijscollectoren aan het koord en hef ze op in de luifel. Zodra de toepassing is voltooid lager de verzamelaars op de grond, oppassen niet te verliezen geen ijs van de verzamelaar. Maak verticale en horizontale metingen van de ijsdikte met remklauwen op meerdere plaatsen op de collector voor en onmiddellijk na het aanbrengen van ijs.

Om de ijsdikte met de watervolumemethode te bepalen, gebruikt u een wederkerige zaag om elke handdoek te snijden. Na het brengen van de deuvels naar een verwarmd gebouw en het smelten van het ijs meten het volume van het smeltwater met een afgestudeerde cilinder. Een ijsstorm simulatie werd uitgevoerd in een 70 tot 100 jaar oude bosstand in het Hubbard Brook Experimental Forest in Centraal New Hampshire.

IJsversnelling werd gemeten op passieve ijscollectoren met behulp van zowel een remklauw- als watervolumemethoden. De gemiddelde ijsversnelling op individuele collectoren wees op een sterke positieve relatie tussen remklauw- en watervolumemeetmethoden. Metingen met behulp van de watervolumemethode overschreden metingen met de remklauwmethode toen er meer dan acht millimeter ijs was.

Er was een significant positief verband tussen spuittijd en ijsversnelling gemeten met de watervolumemethode en de remklauwmethode. De gemiddelde snelheid van ijs accretie varieerde van 1,4 tot 4,2 millimeter per uur over percelen. Er was een marginaal significant omgekeerd verband tussen luchttemperatuur en ijsversnelling gemeten met de watervolumemethode en geen significante relatie met de remklauwmethode.

Canopy cover gegevens toonden geen significante verschillen in pre-behandeling enquêtes. Overwegende dat na de behandeling enquêtes wijzen op een aanzienlijke afname van de bewolking in het midden van het ijs behandeling, de mid-ice behandeling die twee keer werd gespoten en de hoog-ijs behandeling ten opzichte van de controle. De effecten van de gesimuleerde ijsstormen op de oppervlaktebodemtemperaturen werden tijdens de bemonstering geëvalueerd.

Bodems in de behandelde percelen waar aanzienlijk warmer is dan de controlepercelen op beide diepten waar alle drie de niveaus worden geëvalueerd. Met deze methode is het belangrijk dat de spray boven de hoogste bomen reikt en dat het water gelijkmatig over de bosluifel wordt verdeeld. De ijsstorm simulatie techniek heeft het mogelijk gemaakt om kritische drempels in bosecosystemen die belangrijk is voor het voorspellen en voorbereiden op ijs storm effecten te identificeren.