Exploring the spatiotemporal variability of the snow water equivalent in a small boreal forest catchment through observation and modelling
Notice bibliographique
Résumé
In snow-fed catchments, it is crucial to monitor and model the snow water equivalent (SWE), particularly when simulating the melt water runoff. SWE distribution can, however, be highly heterogeneous, particularly in forested environments. Within these locations, scant studies have explored the spatiotemporal variability in SWE in relation with vegetation characteristics, with only few successful attempts. The aim of this paper is to fill this knowledge gap, through a detailed monitoring at nine locations within a 3.49 km2 forested catchment in southern Québec, Canada (47°N, 71°W). The catchment receives an annual average of 633 mm of solid precipitation and is predominantly covered with balsam fir stands. Extracted from intensive field campaign and high-resolution LiDAR data, this study explores the effect of fine scale forest features (tree height, tree diameter, canopy density, leaf area index [LAI], tree density and gap fraction) on the spatiotemporal variability in the SWE distribution. A nested stratified random sampling design was adopted to quantify small-scale variability across the catchment and 1810 manual snow samples were collected throughout the consecutive winters of 2016–17 and 2017–18. This study explored the variability of SWE using coefficients of variation (CV) and relating to the LAI. We also present existing spatiotemporal differences in maximum snow depth across different stands and its relationship with average tree diameter. Furthermore, exploiting key vegetation characteristics, this paper explores different approaches to model SWE, such as multiple linear regression, binary regression tree and neural networks (NN). We were unable to establish any relationship between the CV of SWE and the LAI. However, we observed an increase in maximum snow depth with decreasing tree diameter, suggesting an association between these variables. NN modelling (Nash-Sutcliffe efficiency [NSE] = 0.71) revealed that, snow depth, snowpack age and forest characteristics (tree diameter and tree density) are key controlling variables on SWE. Using only variables that are deemed to be more readily available (snow depth, tree height, snowpack age and elevation), NN performance falls by only 7% (NSE = 0.66).
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
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Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| 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) | 0,000 | 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 tête enseignante, 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 ».