The role of water tracks in permafrost hillslope hydrology
Notice bibliographique
Résumé
Hillslope hydrology in upland permafrost regions (e.g., Alaska, High Canadian Arctic, Russia, Antarctica) is often dominated by water tracks, zones of enhanced soil moisture in unchannelized depressions that concentrate water flow downslope. Continued warming of permafrost regions may alter hydrologic cycling, leading to increased frequency of extreme hydrologic events like drought and flooding and modification to biogeochemical cycles. It is therefore imperative to parametrize the role of water tracks in the hydrology of the permafrost environments. In this study, we synthesize uniting and distinguishing hydrologic characteristics of water tracks across permafrost regions and then examine water track seasonality, occurrence, and contribution to the permafrost hydrologic cycle using field observation, remote sensing, and numerical modeling for permafrost hillslopes on the North Slope of Alaska, USA. Results suggest that water tracks occur across climate and hydrologically disparate permafrost landscapes but have ubiquitous surface wetness, vegetation, and snow duration patterns that can be identified remotely using 3-m resolution PlanetScope imagery. Detailed field investigation from 2022-2024 of three study sites with ~20 water tracks and ~15 gullies suggests that water tracks are hydrologically distinct from larger, variably channelized hillslope features and require more precipitation and time to initiate discharge following rainfall events. Across these study sites, concentration-discharge relationships reveal that water tracks can exhibit drastically different dynamics of particulate and dissolved organic carbon export based on landscape attributes. Young water fraction analysis found that in 2023, 24–78% of runoff from the study sites was young water less than 35 days old during the observed summer thaw season, and model-estimated young water fraction increased by two-fold when factoring in the fall shoulder season. Geophysical investigations indicate the presence of buried ice wedges on the margins of studied water tracks, supporting the idea that water tracks may form from the coalesced drainage of patterned ground. Over time, these drainage patterns likely evolve and widen into present-day water tracks that act as flow conduits and discharge liquid water into the fall shoulder season after the adjacent hillslope has frozen. Our ongoing analysis explores how water track flow seasonality may influence observed ground collapse and mediate or enhance the permafrost-carbon feedback.
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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 ».