Artykuł metodologiczny

Symulacja wpływu burz lodowych na ekosystemy leśne

DOI:

10.3791/61492

⸱

30 czerwca 2020

 ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  , 
1Northern Research Station, U.S. Forest Service, Durham, NH, 2Department of Civil and Environmental Engineering, Syracuse University, 3Northern Research Station, U.S. Forest Service, North Woodstock, NH, 4Department of Natural Resources, Cornell University, 5Department of Civil and Environmental Engineering, Southern Illinois University, 6Advanced Science Research Center at the Graduate Center, City University of New York, 7Cary Institute of Ecosystem Studies, 8Rubenstein School of Environment and Natural Resources, University of Vermont, 9Department of Forestry and Natural Resources, University of Kentucky, 10Northern Research Station, U.S. Forest Service, Burlington, VT

W tym artykule

Podsumowanie

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Burze lodowe są ważnymi zjawiskami pogodowymi, które są trudne do zbadania ze względu na trudności w przewidywaniu ich wystąpienia. W tym miejscu opisujemy nowatorską metodę symulacji burz lodowych, która polega na rozpylaniu wody na baldachim lasu w warunkach poniżej zera.

Streszczenie

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Burze lodowe mogą mieć głęboki i trwały wpływ na strukturę i funkcjonowanie ekosystemów leśnych w regionach, w których panują mroźne warunki. Obecne modele sugerują, że częstotliwość i intensywność burz lodowych może wzrosnąć w nadchodzących dziesięcioleciach w odpowiedzi na zmiany klimatu, co zwiększa zainteresowanie zrozumieniem ich skutków. Ze względu na stochastyczny charakter burz lodowych i trudności w przewidywaniu, kiedy i gdzie one wystąpią, większość wcześniejszych badań nad ekologicznymi skutkami burz lodowych opierała się na studiach przypadków po dużych burzach. Ponieważ intensywne burze lodowe są niezwykle rzadkimi zjawiskami, niepraktyczne jest ich badanie w oczekiwaniu na ich naturalne wystąpienie. W niniejszym artykule przedstawiono nowatorskie alternatywne podejście eksperymentalne, polegające na symulacji zdarzeń związanych z lodem szkliwiarskim na działkach leśnych w warunkach polowych. Dzięki tej metodzie woda jest pompowana ze strumienia lub jeziora i rozpylana nad baldachimem lasu, gdy temperatura powietrza spada poniżej zera. Woda spływa i zamarza w kontakcie z zimnymi powierzchniami. Gdy lód gromadzi się na drzewach, pnie i gałęzie wyginają się i łamią; uszkodzeń, które można określić ilościowo poprzez porównania z nieobrobionymi drzewostanami referencyjnymi. Opisane podejście eksperymentalne jest korzystne, ponieważ umożliwia kontrolę nad czasem i ilością nakładanego lodu. Powstawanie burz lodowych o różnej częstotliwości i intensywności umożliwia identyfikację krytycznych progów ekologicznych niezbędnych do przewidywania i przygotowania się na skutki burz lodowych.

Wprowadzenie

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Burze lodowe są ważnym naturalnym zjawiskiem, które może mieć zarówno krótko-, jak i długoterminowy wpływ na środowisko i społeczeństwo. Intensywne burze lodowe są problematyczne, ponieważ uszkadzają drzewa i uprawy, zakłócają działanie mediów oraz niszczą drogi i inną infrastrukturę1,2. Niebezpieczne warunki, które stwarzają burze lodowe, mogą powodować wypadki skutkujące obrażeniami i ofiarami śmiertelnymi2. Burze lodowe są kosztowne; straty finansowe wynoszą średnio 313 milionów dolarów rocznie w Stanach Zjednoczonych (US)3, przy czym niektóre pojedyncze burze przekraczają 1 miliard dolarów4. W ekosystemach leśnych burze lodowe mogą mieć negatywne konsekwencje, w tym zmniejszony wzrost i śmiertelność drzew5,6,7, zwiększone ryzyko pożaru oraz rozprzestrzenianie się szkodników i patogenów8,9,10. Mogą mieć również pozytywny wpływ na lasy, taki jak przyspieszony wzrost drzew, które przetrwały5 i zwiększona bioróżnorodność11. Poprawa naszej zdolności do przewidywania skutków burz lodowych pozwoli nam lepiej przygotować się na te zdarzenia i na nie reagować.

Burze lodowe występują, gdy warstwa wilgotnego powietrza, która jest powyżej zera, zastępuje warstwę powietrza poniżej zera bliżej ziemi. Deszcz padający z cieplejszej warstwy powietrza przechładza się, gdy przechodzi przez zimną warstwę, tworząc lód szkliwiarski, gdy osadza się na powierzchniach poniżej zamarzania. W Stanach Zjednoczonych ta stratyfikacja termiczna może wynikać z synoptycznych wzorców pogodowych, które są charakterystyczne dla określonych regionów12,13. Marznące opady deszczu są najczęściej powodowane przez fronty arktyczne, które przemieszczają się na południowy wschód przez Stany Zjednoczone przed silnymi antycyklonami13. W niektórych regionach topografia przyczynia się do warunków atmosferycznych niezbędnych dla burz lodowych poprzez tamowanie zimnego powietrza, zjawisko meteorologiczne, które występuje, gdy ciepłe powietrze z nadciągającej burzy zastępuje zimne powietrze, które okopuje się wzdłuż pasma górskiego14,15.

W Stanach Zjednoczonych burze lodowe występują najczęściej w "pasie lodowym", który rozciąga się od Maine do zachodniego Teksasu16,17. Burze lodowe występują również w stosunkowo niewielkim regionie północno-zachodniego Pacyfiku, zwłaszcza w dorzeczu rzeki Columbia w stanie Waszyngton i Oregon. Znaczna część Stanów Zjednoczonych doświadcza co najmniej pewnej ilości marznącego deszczu, z największymi ilościami na północnym wschodzie, gdzie obszary najbardziej podatne na lód mają medianę siedmiu lub więcej dni z marznącym deszczem (dni, podczas których wystąpiła co najmniej jedna godzinna obserwacja marznącego deszczu) rocznie16. Wiele z tych burz jest stosunkowo niewielkich, chociaż zdarzają się bardziej intensywne burze lodowe, choć ze znacznie dłuższymi odstępami czasu. Na przykład w Nowej Anglii zakres promieniowej grubości lodu wynosi od 19 do 32 mm dla burz z 50-letnim interwałem nawrotów18. Dowody empiryczne wskazują, że burze lodowe stają się coraz częstsze na północnych szerokościach geograficznych i rzadsze na południowych19,20,21. Oczekuje się, że trend ten utrzyma się na podstawie symulacji komputerowych wykorzystujących przyszłe prognozy zmian klimatu22,23. Jednak brak danych i fizycznej wiedzy sprawia, że wykrywanie i prognozowanie trendów w burzach lodowych jest trudniejsze niż w przypadku innych typów zdarzeń ekstremalnych24.

Ponieważ duże burze lodowe zdarzają się stosunkowo rzadko, są trudne do zbadania. Trudno jest przewidzieć, kiedy i gdzie one wystąpią, a "ściganie" burz w celach badawczych jest generalnie niepraktyczne. W związku z tym większość badań nad burzami lodowymi to nieplanowane oceny post hoc występujące w następstwie dużych burz. Takie podejście badawcze nie jest idealne ze względu na brak możliwości zebrania danych wyjściowych przed burzą. Ponadto znalezienie obszarów niedotkniętych chorobą w celu porównania z obszarami uszkodzonymi może być trudne, gdy burze lodowe obejmują duży zasięg geograficzny. Zamiast czekać na wystąpienie naturalnych burz, podejścia eksperymentalne mogą przynieść korzyści, ponieważ umożliwiają ścisłą kontrolę nad czasem i intensywnością oblodzenia oraz pozwalają na stworzenie odpowiednich warunków referencyjnych w celu jednoznacznej oceny skutków.

Eksperymentalne podejścia również stanowią wyzwanie, zwłaszcza w ekosystemach leśnych. Wysokość i szerokość drzew oraz baldachimu sprawiają, że trudno nimi eksperymentalnie manipulować w porównaniu z łąkami lub krzewami o niższym wzroście. Ponadto zakłócenia powodowane przez burze lodowe są rozproszone, zarówno w pionie przez korony drzew, jak i w poprzek krajobrazu, co jest trudne do zasymulowania. Wiemy tylko o jednym innym badaniu, w którym próbowano symulować wpływ burzy lodowej na ekosystem leśny25. W tym przypadku karabin został użyty do usunięcia do 52% korony w drzewostanie sosnowym w Oklahomie. Chociaż metoda ta przyniosła wyniki charakterystyczne dla burz lodowych, nie jest skuteczna w usuwaniu większych gałęzi i nie powoduje pochylania się drzew, co jest powszechne w przypadku naturalnych burz lodowych. Chociaż żadne inne metody eksperymentalne nie zostały wykorzystane do badania burz lodowych, istnieją pewne podobieństwa między naszym podejściem a innymi rodzajami manipulacji zakłóceniami w lasach. Na przykład, dynamika luk była badana poprzez ścinanie pojedynczych drzew26, inwazje szkodników leśnych przez opasanie drzew27, a huragany przez przycinanie28 lub ścinanie całych drzew za pomocą wyciągarki i liny29. Spośród tych podejść przycinanie najbardziej imituje skutki burzy lodowej, ale jest pracochłonne i kosztowne. Inne podejścia powodują śmiertelność całych drzew, a nie częściowe łamanie konarów i gałęzi, co jest typowe dla naturalnych burz lodowych.

Protokół opisany w tym artykule jest przydatny do ścisłego naśladowania naturalnych burz lodowych i polega na spryskiwaniu wodą korony drzew podczas warunków poniżej zera, aby symulować zdarzenia związane z lodem szkliwa. Metoda ta ma przewagę nad innymi środkami, ponieważ szkody mogą być rozłożone stosunkowo równomiernie w lasach na dużym obszarze przy mniejszym wysiłku niż przycinanie lub ścinanie całych drzew. Dodatkowo ilość akrecji lodu można regulować za pomocą objętości zastosowanej wody oraz poprzez wybór czasu rozpylania, gdy warunki pogodowe sprzyjają optymalnemu tworzeniu się lodu. To nowatorskie i stosunkowo niedrogie podejście eksperymentalne umożliwia kontrolę nad intensywnością i częstotliwością oblodzenia, co jest niezbędne do określenia krytycznych progów ekologicznych w ekosystemach leśnych.

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Protokół

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

1. Opracuj projekt eksperymentalny

  1. Określ intensywność i częstotliwość oblodzenia na podstawie realistycznych wartości.
  2. Określ wielkość i kształt działek.
    1. Jeśli celem jest ocena reakcji drzew, wybierz rozmiar działki, który jest wystarczająco duży, aby pomieścić wiele drzew i większość ich systemów korzeniowych, który różni się w zależności od takich czynników, jak gatunek drzewa i wiek.
    2. Ze względów bezpieczeństwa należy zaprojektować działki tak, aby cała powierzchnia działki mogła być zraszana spoza granicy.
    3. Działki przestrzenne są na tyle oddalone od siebie (np. 10 m), aby zabieg na jednej powierzchni nie wpływał na inny.
    4. Ustal strefę buforową (np. 5 m) wokół powierzchni, aby zmniejszyć wpływ krawędzi i zapewnić bardziej równomierny rozkład pokrywy lodowej.
    5. Na większych powierzchniach należy wyznaczyć poletka cząstkowe dla określonych potrzeb w zakresie pobierania próbek.
  3. Zdecyduj o liczbie zduplikowanych działek.

2. Wybierz i ustal miejsce do nauki

  1. Wybierz jednorodny drzewostan o podobnych cechach, takich jak skład gatunkowy drzew, gleby, litologia i hydrologia.
  2. Wybierz lokalizację aplikacji w obszarze, w którym zimą jest dostęp do źródła wody.
  3. Upewnij się, że dopływ wody jest odpowiedni do aplikacji lodu w oparciu o szybkość pompy i inne czynniki, takie jak średnica węża, długość węża, używana dysza i ciśnienie wody.
  4. Zaznacz granicę działek, strefy buforowej i powierzchni podrzędnych.
  5. Przeprowadź pełną inwentaryzację lasu z opisami stanu zdrowotnego drzew, w tym oceną martwych, zamierających i uszkodzonych drzew. Dodatkowo rejestruj wszelkie potencjalne czynniki stresogenne (np. dowody na uszkodzenia spowodowane przez owady lub chorobę), aby pomóc zinterpretować reakcję na leczenie lodem.
  6. Jeśli używasz pojazdów UTV do rozpylania wody, utwórz przejezdne ślady wzdłuż boków działek, uważając, aby zminimalizować zakłócenia.
  7. Po ustaleniu powierzchni należy losowo przypisać zabieg do każdej powierzchni i rodzaj próbek, które zostaną przeprowadzone na każdej podpowierzchni (np. grube szczątki drzewne, drobna ściółka, próbki gleby).

3. Czas aplikacji

  1. Wybierz odpowiednie okno czasowe na wykonanie oprysku.
  2. Doświadczenie należy przeprowadzić, gdy warunki pogodowe są sprzyjające (np. gdy temperatura powietrza jest niższa niż -4 °C, a prędkość wiatru jest mniejsza niż 5 m/s).
  3. W przypadku opryskiwania w nocy należy rozmieścić światła o dużej mocy na skraju działek i uruchomić je na generatorach, jeśli energia elektryczna nie jest dostępna.

4. Konfiguracja zaopatrzenia w wodę

  1. Ustawić pompę zasilającą u źródła wody i podłączyć wąż ssący.
  2. Podłącz sitko do końca węża ssącego, aby zanieczyszczenia nie dostały się do przewodów.
  3. Przebij się przez lód na powierzchni i całkowicie zanurz sitko. Minimalna głębokość dopływu wody powinna wynosić około 20 cm.
  4. Umieść pompę wspomagającą w łóżku UTV, aby poprawić ciśnienie wody. W niektórych przypadkach pompa wspomagająca może nie być konieczna, szczególnie w przypadku roślin o niskim wzroście.
  5. Poprowadź wąż gaśniczy od pompy zasilającej do pompy wspomagającej.
  6. Użyj monitora przeciwpożarowego, aby umożliwić bezpieczne, ręczne sterowanie wężem wysokociśnieniowym. Monitor może być wolnostojący lub zamontowany z tyłu pojazdu UTV.
  7. Unikaj sytuacji, które mogą zakłócić przepływ wody, takich jak załamania węża, pobór wody ze źródła zasilania i brak benzyny do pomp.

5. Tworzenie lodu

  1. Utwórz lód, rozpylając wodę pionowo przez szczeliny w baldachimie. Upewnij się, że woda wystaje ponad wysokość baldachimu, tak aby osiadała pionowo i zamarzała w kontakcie z powierzchniami poniżej zamarzania. Unikaj zdzierania gałęzi i kory z drzew, ponieważ woda jest rozpylana w górę.
  2. Równomiernie rozprowadź oprysk na baldachimie lasu, powoli przesuwając UTV w przód iw tył wzdłuż krawędzi obszaru aplikacji. Jeśli używane są monitory wolnostojące, przesuń je ręcznie, aby zapewnić równomierne pokrycie.
  3. Śledź czas aplikacji, aby pomóc określić takie czynniki, jak warunki pogodowe podczas aplikacji i objętość rozpylanej wody.

6. Pomiar przyrostu lodu

  1. Wykonaj naziemne pomiary średnicy lodu na niższych gałęziach lub gałązkach w pobliżu krawędzi obszaru aplikacji, aby monitorować akrecję lodu podczas aplikacji i określić, kiedy osiągnięto docelową grubość.
  2. Uzyskaj dokładniejsze szacunki akrecji lodu za pomocą pasywnych kolektorów lodu po zastosowaniu (Rysunek 1).
    1. Przed zastosowaniem skonstruuj pasywne kolektory lodu z dwoma kołkami zorientowanymi na trzy osie kardynalne30, aby utworzyć kolektory z sześcioma ramionami składowymi.
    2. Wytnij kołki o długości 2,54 cm na długości 30 cm.
    3. Połącz kołki za pomocą 6-drożnego stalowego łącznika.
    4. Użyj arborysty, aby przeciągnąć linkę spadochronową na mocnych gałęziach, które wytrzymają obciążenie lodem.
    5. Przymocuj pasywne kolektory lodu do sznurka i podnieś je do baldachimu.
    6. Po zakończeniu aplikacji opuść kolektory na ziemię, uważając, aby nie stracić lodu z kolektora.
    7. Wykonaj pionowe i poziome pomiary grubości lodu za pomocą suwmiarki w wielu miejscach kolektora (np. trzy pomiary pionowe i trzy poziome w trzech miejscach wzdłuż każdego ramienia) przed i bezpośrednio po nałożeniu lodu.
    8. Oblicz grubość lodu na każdym kolektorze jako różnicę między pomiarami przed i po aplikacji.
    9. Aby określić grubość lodu metodą objętości wody, użyj piły szablastej, aby przeciąć każdy kołek.
    10. Przynieś kołki do ogrzewanego budynku, umieść je w wiadrach i pozwól lodowi stopić się w temperaturze pokojowej.
    11. Zmierz objętość stopionej wody za pomocą cylindra z podziałką.
    12. Oblicz grubość lodu na podstawie objętości wody i gęstości lodu31.

7. Względy bezpieczeństwa

  1. Podczas opryskiwania należy trzymać się z dala od obszaru obróbki lodu, ponieważ obciążenie lodem może powodować łamanie i upadek gałęzi i konarów.
  2. Nosić kaski ochronne lub kaski, aby zapewnić ochronę podczas nakładania lodu oraz podczas pobierania próbek, które występują w leczonym obszarze po aplikacji.
  3. Użyj monitora, aby ustabilizować wąż podczas natryskiwania.
  4. Ubierz się odpowiednio do niebezpiecznych warunków i mrozu. Noś jasne, widoczne ubranie. Przygotuj się na spędzanie długich okresów w mokrych, zimnych warunkach, nosząc odzież przeciwdeszczową i warstwy ciepłych ubrań. Zabierz ze sobą wiele ubrań na zmianę, szczególnie dla personelu, który jest wyznaczony do malowania.
  5. Jeśli pracujesz w odległym miejscu, ustaw tymczasowy namiot grzewczy wyposażony w przenośną nagrzewnicę.
  6. Zapewnij personelowi odpowiednią ilość czasu na przerwy, zmianę mokrych ubrań i rozwiązywanie problemów ze sprzętem itp.
  7. Używaj radia do komunikowania się między personelem podczas eksperymentu. Utrzymuj kontakt z personelem na stacji bazowej.
  8. Opracuj plan bezpieczeństwa na wypadek nagłych wypadków medycznych. Personel medyczny (np. technicy ratownictwa medycznego) oraz sprzęt i materiały ratunkowe powinny być na miejscu podczas eksperymentu.

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Wyniki

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Symulacja burzy lodowej została przeprowadzona w 70-100-letnim północnym lesie liściastym w Hubbard Brook Experimental Forest w środkowym New Hampshire (43° 56′ N, 71° 45′ W). Wysokość drzewostanu wynosi około 20 m, a dominującymi gatunkami drzew na obszarze aplikacji lodu są buk wielkolistny (Fagus grandifolia), klon cukrowy (Acer saccharum), klon czerwony (Acer rubrum) i brzoza żółta (Betula alleghaniensis). Założono dziesięć działek o wymiarach 20 m x 30 m i losowo przydzielono im z...

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Dyskusja

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Kluczowe znaczenie ma przeprowadzenie eksperymentalnych symulacji burz lodowych w odpowiednich warunkach pogodowych, aby zapewnić ich powodzenie. W poprzednim badaniu30 stwierdziliśmy, że optymalne warunki do opryskiwania to te, w których temperatura powietrza jest niższa niż -4 °C, a prędkość wiatru jest mniejsza niż 5 m/s. Naturalne burze lodowe występują najczęściej, gdy temperatura powietrza jest nieco niższa od zera (-1 do 0 °C) i chociaż idealne temperatury do symulacji burz lodowych są niżs...

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Oświadczenia

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Autorzy nie mają nic do ujawnienia. Odniesienie w niniejszym dokumencie do jakichkolwiek konkretnych produktów komercyjnych, procesów lub usług za pomocą nazwy handlowej, znaku towarowego, producenta lub w inny sposób niekoniecznie stanowi ani nie sugeruje ich poparcia, rekomendacji lub faworyzowania przez rząd Stanów Zjednoczonych. Poglądy i opinie autorów wyrażone w niniejszym dokumencie niekoniecznie wyrażają lub odzwierciedlają poglądy i opinie rządu Stanów Zjednoczonych i nie mogą być wykorzystywane do celów reklamowych lub promowania produktów.

Podziękowania

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Finansowanie tych badań zostało zapewnione przez National Science Foundation (DEB-1457675). Dziękujemy wielu uczestnikom Eksperymentu z Burzą Lodową (ISE), którzy pomogli w aplikacji lodu i związanych z tym pracach terenowych i laboratoryjnych, szczególnie Geoffowi Schwanerowi, Gabe'owi Winantowi i Brendanowi Leonardiemu. Niniejszy manuskrypt jest wkładem Hubbard Brook Ecosystem Study. Hubbard Brook jest częścią sieci Long-Term Ecological Research (LTER), która jest wspierana przez National Science Foundation (DEB-1633026). Hubbard Brook Experimental Forest jest obsługiwany i utrzymywany przez USDA Forest Service, Northern Research Station, Madison, WI. Wideo i zdjęcia są autorstwa Jima Surette'a i Joe Klementovicha, dzięki uprzejmości Hubbard Brook Research Foundation.

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Materiały

Lista materiałów użytych w tym artykule
NazwaFirmaNumer katalogowyKomentarze
Pompa wspomagającaWateraxBB-4-23P401 L minimalny przepływ-1; maksymalne ciśnienie 30,3 bar
Wąż gaśniczyATI Forest ProductsForest-Lite G55H1F50No średnicy 3,8 cm, poliester, pojedyncza kurtka
Monitor (uziemienie)Wskazówki grupy zadaniowejBlitzfire XX111A2000 L min-1 maksymalny przepływ; pasuje do węża
3,8 cmMonitor (mocowanie UTV)Potter RoemerFire Pro FP1S-1251325 L min-1 maksymalny przepływ; pasuje do węża 3,8 cm
DyszaCrestarST2675Gładki otwór; podwójnie ułożone; Wlot 3,8 cm; Kryza 1,3 cm
SitkoNorthern Tool107902Złączka do węża 7,6 cm, średnica zewnętrzna 17,6 cm
Wąż ssącyJGB EnterprisesA007-0489-1615Średnica 7,6 cm; Pompa wody o długości 4,6 m
NorthStar106471E665 L min-1 pasuje do węża 7,6 cm

Bibliografia

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Zhou, B., et al. The Great 2008 Chinese Ice Storm: Its socioeconomic–ecological impact and sustainability lessons learned. Bulletin of the American Meteorological Society. 92 (1), 47-60 (2011).
  2. Call, D. A. Changes in ice storm impacts over time: 1886-2000. Weather, Climate, and Society. 2 (1), 23-35 (2010).
  3. Zarnani, A., et al. Learning to predict ice accretion on electric power lines. Engineering Applications of Artificial Intelligence. 25 (3), 609-617 (2012).
  4. Smith, A. B., Katz, R. W. US billion-dollar weather and climate disasters: data sources, trends, accuracy and biases. Natural Hazards. 67 (2), 387-410 (2013).
  5. Lafon, C. W., Speer, J. H. Using dendrochronology to identify major ice storm events in oak forests of southwestern Virginia. Climate Research. 20 (1), 41-54 (2002).
  6. Smith, K. T., Shortle, W. C. Radial growth of hardwoods following the 1998 ice storm in New Hampshire and Maine. Canadian Journal of Forest Research. 33 (2), 325-329 (2003).
  7. Duguay, S. M., Arii, K., Hooper, M., Lechowicz, M. J. Ice storm damage and early recovery in an old-growth forest. Environmental Monitoring and Assessment. 67 (1), 97-108 (2001).
  8. Irland, L. C. Ice storms and forest impacts. The Science of the Total Environment. 262 (3), 231-242 (2000).
  9. Dale, V. H., et al. Climate change and forest disturbances. BioScience. 51 (9), 723-734 (2001).
  10. de Groot, M., Ogris, N., Kobler, A. The effects of a large-scale ice storm event on the drivers of bark beetle outbreaks and associated management practices. Forest Ecology and Management. 408, 195-201 (2018).
  11. Faccio, S. D. Effects of ice storm-created gaps on forest breeding bird communities in central Vermont. Forest Ecology and Management. 186 (1), 133-145 (2003).
  12. Degelia, S. K., et al. An overview of ice storms and their impact in the United States. International Journal of Climatology. 36 (8), 2811-2822 (2016).
  13. Rauber, R. M., Olthoff, L. S., Ramamurthy, M. K., Miller, D., Kunkel, K. E. A synoptic weather pattern and sounding-based climatology of freezing precipitation in the United States east of the Rocky Mountains. Journal of Applied Meteorology. 40 (10), 1724-1747 (2001).
  14. Bell, G. D., Bosart, L. F. Appalachian cold-air damming. Monthly Weather Review. 116 (1), 137-161 (1988).
  15. Rackley, J. A., Knox, J. A. A climatology of southern Appalachian cold-air damming. Weather and Forecasting. 31 (2), 419-432 (2015).
  16. Cortinas, J. V., Bernstein, B. C., Robbins, C. C., Strapp, J. W. An analysis of freezing rain, freezing drizzle, and ice pellets across the United States and Canada: 1976-90. Weather and Forecasting. 19 (2), 377-390 (2004).
  17. Changnon, S. Characteristics of ice storms in the United States. Journal of Applied Meteorology. 42 (5), 630-639 (2003).
  18. Jones, K., Thorkildson, R., Lott, N. The development of a U.S. climatology of extreme ice loads. Technical Report 2002-01. National Climatic Data Center. , Asheville, NC. 23(2002).
  19. Kovacik, C., Kloesel, K. Changes in ice storm frequency across the United States. Southern Climate Impacts Planning Program. , Available from: http://www.southernclimate.org/documents/Ice_Storm_Frequency.pdf (2014).
  20. Groisman, P. Y., et al. Recent changes in the frequency of freezing precipitation in North America and Northern Eurasia. Environmental Research Letters. 11 (4), 045007(2016).
  21. Klima, K., Morgan, M. G. Ice storm frequencies in a warmer climate. Climatic Change. 133 (2), 209-222 (2015).
  22. Cheng, C., Auld, H., Li, G., Klaassen, J., Li, Q. Possible impacts of climate change on freezing rain in south-central Canada using downscaled future climate scenarios. Natural Hazards and Earth Systems Sciences. 7 (1), 71-87 (2007).
  23. Cheng, C. S., Li, G., Auld, H. Possible impacts of climate change on freezing rain using downscaled future climate ccenarios: Updated for eastern Canada. Atmosphere-Ocean. 49 (1), 8-21 (2011).
  24. Kunkel, K. E., et al. Monitoring and understanding trends in extreme storms: State of knowledge. Bulletin of the American Meteorological Society. 94 (4), 499-514 (2013).
  25. Dipesh, K. C., et al. Effects of simulated ice storm damage on midrotation loblolly pine stands. Forest Science. 61 (4), 774-779 (2015).
  26. Collins, B. S., Pickett, S. T. A. Demographic responses of herb layer species to experimental canopy gaps in a northern hardwoods forest. Journal of Ecology. 76 (2), 437-450 (1988).
  27. Yorks, T. E., Leopold, D. J., Raynal, D. J. Effects of Tsuga canadensis mortality on soil water chemistry and understory vegetation: possible consequences of an invasive insect herbivore. Canadian Journal of Forest Research. 33 (8), 1525-1537 (2003).
  28. Zimmerman, J. K., et al. Seven-year responses of trees to experimental hurricane effects in a tropical rainforest, Puerto Rico. Forest Ecology and Management. 332, 64-74 (2014).
  29. Cooper-Ellis, S., Foster, D. R., Carlton, G., Lezberg, A. Forest response to catastrophic wind: Rusults from an experimental hurricane. Ecology. 80 (8), 2683-2696 (1999).
  30. Rustad, L. E., Campbell, J. L. A novel ice storm manipulation experiment in a northern hardwood forest. Canadian Journal of Forest Research. 42 (10), 1810-1818 (2012).
  31. Jones, K. F., Mulherin, N. D. An evaluation of the severity of the January 1998 ice storm in northern New England. U.S. Army Cold Regions Research and Engineering Laboratory, Snow and Ice Division. , Hanover, NH. 66(1998).
  32. Rhoads, A. G., et al. Effects of an intense ice storm on the structure of a northern hardwood forest. Canadian Journal of Forest Research. 32 (10), 1763-1775 (2002).
  33. James, F. C., Shugart, H. H. A quantitative method of habitat description. Audubon Field Notes. 24 (6), 727-736 (1970).
  34. Lemmon, P. E. A spherical densiometer for estimating forest overstory density. Forest Science. 2 (4), 314-320 (1956).
  35. Korhonen, L., Korhonen, K., Rautiainen, M., Stenberg, P. Estimation of forest canopy cover: a comparison of field measurement techniques. Silva Fennica. 40 (4), 577-588 (2006).
  36. Fiala, A. C. S., Garman, S. L., Gray, A. N. Comparison of five canopy cover estimation techniques in the western Oregon Cascades. Forest Ecology and Management. 232 (1), 188-197 (2006).
  37. Fahey, R. T., et al. Effects of an experimental ice storm on forest canopy structure. Canadian Journal of Forest Research. 50 (2), 136-145 (2020).
  38. Weitzman, J. N., et al. Ecosystem nitrogen response to a simulated ice storm in a northern hardwood forest. Ecosystems. , (2020).
  39. Houlton, B. Z., et al. Nitrogen dynamics in ice storm-damaged forest ecosystems: implications for nitrogen limitation theory. Ecosystems. 6 (5), 431-443 (2003).
  40. Groffman, P. M., et al. Nitrogen oligotrophication in northern hardwood forests. Biogeochemistry. 141 (3), 523-539 (2018).

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Przedruki i uprawnienia

Poproś o pozwolenie na ponowne wykorzystanie tekstu lub ilustracji tego artykułu JoVE

Poproś o pozwolenie

Tagi

Symulacja burzy lodowejPomiar akrecji loduMetoda obj to ci wodyPomiary suwmiarkAnaliza pokrywy koron drzewWp yw temperatury glebyPojazd wielozadaniowy UTVPasywne kolektory loduZale no od czasu rozpylania

Powiązane artykuły