La fin d’un long hiver

Tout de suite après la fonte des neiges à Montréal, Karoline et Manuel sont retournés vers le nord pour le premier terrain de la saison en mi-mars. Accompagnés de collègues de l’Université Wilfrid-Laurier, ils ont conduit de Yellowknife à Checkpoint, où ils ont eu leur première opportunité d’apprécier les aurores boréales au cœur de la nuit glacée subarctique.

Checkpoint est le dernier arrêt sur l’autoroute à la jonction de Liard et de l’autoroute Mackenzie avant de devoir sortir de la route et entrer dans la brousse pour atteindre le camp de Scotty Creek.

Northern lights over the Scotty Creek field camp (photo: Manuel Helbig)
Aurores boréales au-dessus du camp de Scotty Creek (photo: Manuel Helbig)

Les bancs de neige à la fin du dernier hiver étaient particulièrement épais et au début du printemps ils pouvaient toujours utiliser les moto-neiges pour transporter tout l’équipement de Checkpoint à travers la forêt boréale et la tourbière gelées à notre camp de terrain à Scotty Creek. Avec l’aide de toutes les mains disponibles et beaucoup de pelletage de neige, le camp fut monté en deux jours et le travail scientifique pu commencer.

Frozen black spruce at the shore of Goose Lake at Scotty Creek
Épinette noire gelée sur la berge de Goose Lake à Scotty Creek

La priorité était de vérifier si les instruments de  covariance des turbulences avaient bien survécu à l’hiver long et difficile des Territoires-du-Nord-Ouest. Une fois arrivé au site de la tour, une mauvaise surprise les attendait : les deux analyseurs de gaz CO2/H2O à infrarouges (IRGA) avaient cessé de fonctionner au cours de l’hiver. Le système de covariance des turbulences installé dans la tourbière s’était brisé à la fin novembre après que le panneau solaire avait été couvert de neige. Sans aucune source de charge énergétique, le système s’était arrêté à peine quelques semaines après notre départ du site à l’automne dernier. À la plus haute tour, le EC150 IRGA avait eu des problèmes de fonctionnement au début 2015 et toute tentative pour faire revivre les capteurs furent en vain. Néanmoins, ils ont continué à préparer l’expérience d’inter-comparaison comme prévu entre les trois différents IRGA : le système fermé LI7200, le IRGA à chemin ouvert LI7500 et le IRGASON à chemin ouvert. En quelques jours, le LI7200 fonctionnait parfaitement tout comme le LI7500. Malheureusement, le IRGA EC150 devait être renvoyé à Edmonton pour être réparé et n’a pu être inclut dans le montage d’inter-comparaison. Quoiqu’il en soit, Campbell Scientific a réagi rapidement aux courriels envoyés et a envoyé un instrument IRGASON au camp. Dans un temps record de quatre jours, le capteur est arrivé au camp, livré par moto-neige de Checkpoint. Ainsi, le 29 mars, les trois IRGA fonctionnaient en parallèle et tout le monde était satisfait du succès de la limitation des dégâts.

Intercomparison setup comparing CO2 fluxes measured by open- and enclosed-path IRGA's over boreal forest (photo: Manuel Helbig)
Montage d’inter-comparaison pour comparer les flux de CO2 mesurés par des IRGA à chemins ouverts et fermés au-dessus de la forêt boréale (photo: Manuel Helbig)

Au début du mois d’avril, Jessica est arrivée au camp comme Manuel le quittait, ce qui marquait le début de la deuxième partie de son terrain à Inuvik. Des températures douces hâtives ont réchauffé le couvert de neige de Scotty Creek très rapidement; mais heureusement Jessica est arrivée juste à temps pour attraper la fonte des neiges de cette année. La période de fonte était longue et interrompue par plusieurs épisodes plus froids, ce qui a prolongé le processus de fonte. Comme le couvert de neige était particulièrement épais cette année, quelques uns des canaux de mesure (flume boxes), qui sont utilisés pour mesurer le ruissellement du canal à travers le  paysage, étaient très près d’être affectés par un trop-plein. Quelques ajustements ont du être faits sur les bras de côté du déversoir comme le niveau de l’eau augmentait rapidement et la structure originale n’était pas conçue pour une fonte des neiges aussi intense. Heureusement, les épisodes de froid sont venus à la rescousse et un débordement total a pu être évité à tous les points d’échantillonnage. Les échantillons de carbone organique dissous (DOC) et d’azote totalement dissous (TDN) de la fonte des neiges 2015 fournissent une excellente opportunité de comparer leurs dynamiques avec celles de la fonte des neiges de la saison 2014, qui fut caractérisée par un ruissellement considérablement plus faible.

Flumebox during snow melt runoff (photo: Jessica Hanisch)
Flumebox au cours de la fonte des neige (photo: Jessica Hanisch)

 

Arrivé au site de toundra de Trail Valley Creek, une fois encore, la chance n’était pas de leur côté.Manuel a réalisé que le système de covariance des turbulences n’avait plus d’alimentation en énergie. Une tempête automnale a renversé les panneaux solaires au cours de l’année précédente et ils étaient maintenant enterrés en-dessous de 50cm de couches de glace et de neige très denses. Avec l’Aide de Chuck, le pilote d’hélicoptère, et Dawn, un post-doc de l’Université de Saskatchewan, ils ont réussi à à sortir le panneau de la neige et à la ré-ériger. À la fin de la journée, ils ont vu trois lumières vertes sur la boîte de batterie, les batteries rechargeaient, et le système de covariance des turbulences nouvellement calibré fonctionnait de nouveau.

Late winter landscape at the boreal forest-tundra transition near Inuvik (photo: Manuel Helbig)
Paysage de fin d’hiver à la transition de la forêt boréale à la toundra près d’Inuvik (photo: Manuel Helbig)

Le voyage de terrain nous a montré qu’une visite hâtive aux sites est cruciale pour assurer la qualité des mesures de covariance des turbulences au cours de la fonte des neiges à des sites nordiques aussi éloignés. Avec un peu de chance, le système va maintenant fonctionner parfaitement jusqu’à notre prochain terrain en juin. Peu après son retour à Montréal, Manuel a participé à la General Assembly of the European Geosciences Union (EGU) à Vienne, où il a déjà pu incorporer les premiers résultats de l’étude d’inter-comparaison à Scotty Creek à sa présentation. AVec cette expérience d’inter-comparaison

With this intercomparison study, we could show that CO2 flux measurements by the IRGASON compare well (within ±0.5 μmol CO2 m-2 s-1) with CO2 fluxes derived from the enclosed LI7200 over a cold boreal forest in spring when high frequency corrections for the IRGASON’s temperature sensitivity are applied. These findings give us more confidence in the accuracy and the intersite comparability of our CO2 flux measurements across the Taiga Plains transect.