Simulando impactos de tempestades de gelo em ecossistemas florestais

Tempestades de gelo são desafiadoras para estudar porque é difícil prever quando e onde elas ocorrerão. Este protocolo descreve um novo método para simular tempestades de gelo naturais. A abordagem experimental descrita oferece a vantagem do controle sobre o tempo e a quantidade de gelo aplicada tornando possível criar tempestades de gelo de diferentes frequências e intensidades.

Testamos esse método em um ecossistema florestal, mas também pode ser aplicado de diferentes formas, como avaliar os impactos das cargas de gelo em linhas de serviços públicos e outras infraestruturas. Selecione um local em uma área onde haja acesso a uma fonte de água durante o inverno, certificando-se de que o fornecimento de água é adequado para a aplicação do gelo com base na taxa da bomba e outros fatores como o diâmetro da mangueira, comprimento da mangueira, bico usado e pressão da água. Configure uma bomba de abastecimento na fonte de água e conecte uma mangueira de sucção.

Em seguida, conecte um coador ao final da mangueira de sucção para manter os detritos fora das linhas. Quebre qualquer gelo superficial e submerse totalmente o filtro. A profundidade mínima do abastecimento de água deve ser de cerca de 20 centímetros.

Coloque uma bomba de reforço na cama do veículo de tarefa utilitário para melhorar a pressão da água. Em alguns casos, uma bomba de reforço pode não ser necessária, especialmente para vegetação de baixa estatura. Execute uma mangueira de combate a incêndio da bomba de alimentação até a bomba de reforço.

Use um monitor de combate a incêndio montado na parte de trás de um veículo de tarefa utilitário para permitir um controle manual seguro sobre a mangueira de alta pressão. O monitor também pode ser autônomo. Tome cuidado para evitar interrupções no fluxo de água, como dobras na mangueira, água abaixada na fonte de abastecimento ou ficar sem gasolina para as bombas.

Crie gelo pulverizando água verticalmente através de lacunas no dossel. Certifique-se de que a água se estenda acima da altura do dossel para que ela se deposite verticalmente e congele em contato com superfícies subcongelantes. Evite tirar galhos e latir de árvores enquanto pulveriza.

Distribua uniformemente spray sobre o dossel da floresta, dirigindo lentamente o veículo de tarefa de utilidade para frente e para trás ao longo da borda da área de aplicação. Se monitores autônomos forem usados, mova-os manualmente para garantir que a cobertura esteja uniforme. Faça medições de pinça à base de moídos de espessura de gelo radial em galhos de nível inferior ou galhos próximos à borda da área de aplicação para monitorar o acreção de gelo e determinar quando a espessura do alvo foi atingida.

Obtenha estimativas mais precisas de acreção de gelo com coletores de gelo passivos após a aplicação. Os coletores de gelo passivos são construídos de 30 por 2,54 centímetros de dowels unidos com um conector de aço de seis vias. Para medir o acúmulo de gelo use um peso de lançamento arborista para amarrar um cabo de paraquedas sobre galhos resistentes que podem suportar a carga de gelo.

Coloque os coletores de gelo passivos no cabo e levante-os no dossel. Uma vez que a aplicação é concluída abaixe os coletores para o chão, tomando cuidado para não perder nenhum gelo do coletor. Faça medições verticais e horizontais da espessura do gelo com pinças em vários locais do coletor antes e imediatamente após a aplicação do gelo.

Para determinar a espessura do gelo com o método de volume de água use uma serra recíproca para cortar cada dowel. Depois de trazer as dowels para um edifício aquecido e derreter o gelo medir o volume da água derretida com um cilindro graduado. Uma simulação de tempestade de gelo foi realizada em um estande florestal de 70 a 100 anos na Floresta Experimental hubbard Brook em Central New Hampshire.

O acréscimo de gelo foi medido em coletores de gelo passivos usando métodos de pinça e volume de água. O acréscimo médio de gelo em coletores individuais indicou uma forte relação positiva entre os métodos de medição de pinça e volume de água. As medições utilizando o método de volume de água excederam as medidas com o método da pinça quando havia mais de oito milímetros de gelo.

Houve uma relação positiva significativa entre o tempo de pulverização e o acréscimo de gelo medido com o método de volume de água e o método da pinça. A taxa média de acreção de gelo variou de 1,4 a 4,2 milímetros por hora entre as parcelas. Houve uma relação marginalmente inversa marginalmente significativa entre a temperatura do ar e o acreção de gelo medido com o método de volume de água e nenhuma relação significativa com o método da pinça.

Os dados de cobertura da canopy não mostraram diferenças significativas nas pesquisas de pré-tratamento. Considerando que pesquisas pós-tratamento indicam reduções significativas na cobertura do dossel no tratamento do meio do gelo, o tratamento de gelo médio que foi pulverizado duas vezes e o tratamento de alto gelo em relação ao controle. Os efeitos das tempestades de gelo simuladas nas temperaturas do solo superficial foram avaliados durante a amostragem.

Solos nas parcelas tratadas onde significativamente mais quentes do que os lotes de controle em ambas as profundidades onde todos os três níveis avaliados. Com este método é importante que o spray chegue acima das árvores mais altas e que a água seja distribuída uniformemente sobre o dossel da floresta. A técnica de simulação de tempestades de gelo possibilitou identificar limiares críticos nos ecossistemas florestais, o que é importante para prever e se preparar para impactos de tempestades de gelo.