Impact of heat advection on the thermal regime of roads built on permafrost
Notice bibliographique
Résumé
Abstract In northern regions, transportation infrastructure can experience severe structural damages due to permafrost degradation. Water infiltration and subsurface water flow under an embankment affect the energy balance of roadways and underlying permafrost. However, the quantification of the processes controlling these changes and a detailed investigation of their thermal impacts remain largely unknown due to a lack of available long‐term embankment temperature data in permafrost regions. Here, we report observations of heat advection linked to surface water infiltration and subsurface flow based on a 9‐year (from 2009 to 2017) thermal monitoring at an experimental road test site built on ice‐rich permafrost conditions in southwestern Yukon, Canada. Our results show that snowmelt water infiltration in the spring rapidly increases temperature in the upper portion of the embankment. The earlier disappearance of snow deposited at the embankment slope increases the thawing period and the temperature gradient in the embankment compared with the natural ground. Infiltrated summer rainfall water lowered the near‐surface temperatures and subsequently warmed embankment fill materials down to 3.6‐m depth. Heat advection caused by the flow of subsurface water produced warming rates at depth in the embankment subgrade up to two orders of magnitude faster than by atmospheric warming (heat conduction). Subsurface water flow promoted permafrost thawing under the road embankment and led to an increase in active layer thickness. We conclude that the thermal stability of roadways along the Alaska Highway corridor is not maintainable in situations where water is flowing under the infrastructure unless mitigation techniques are used. Severe structural damages to the highway embankment are expected to occur in the next decade.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».