Unique insights into firn structure across western Greenland’s percolation zone from hyperspectral images of shallow firn cores
Notice bibliographique
Résumé
The physical structure of the firn column directly influences the transport and storage of infiltrating water generated by surface melt in ice sheet accumulation zones. Firn density is relatively easy to measure in field or laboratory settings and provides porosity-based estimates of the meltwater storage capacity but does not describe meltwater movement through open pore space. Pore structure controls meltwater flow and is better characterized by microstructural parameters, such as grain size. Firn grain size is therefore a state variable that needs to be accurately modeled or measured to quantify meltwater transport and storage in the firn column. Manually or digitally measuring grain size from firn samples can be tedious, time consuming, and subjective. Here, we characterize firn structure from 14 firn cores spanning approximately 1000 km across western Greenland’s percolation zone. We scanned the top 10 m of each core with a near infrared hyperspectral imager (NIR-HSI; 900-1700 nm) mounted on a linear translation stage. Leveraging the relationship between ice grain size and near infrared absorption, we invert measured reflectance to retrieve an effective grain radius, resulting in a high-resolution (~ 0.4 mm) grain size map of the firn core. We compare the retrievals against traditional grain size measurements from 7 of the cores. Additionally, the hyperspectral firn core grain size maps allow for quickly retrieving vertical ice layer distributions within the firn column and identifying regions that have been previously wetted that are not readily apparent by visual inspection. We use our unique dataset to examine correlations between grain size, infiltration ice content, and measured firn density to determine whether microstructural information can be extracted from firn density measurements. While cores provide a snapshot of firn conditions at the time of collection, we show that hyperspectral imaging of firn cores can reveal a detailed hydrologic history of the firn column and provide validation data for modeling future meltwater percolation.
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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 | 0,001 | 0,001 |
| 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 ».